瓦斯液相催化氧化制甲醇实验研究

以瓦斯为原料制备甲醇的实验研究,可以充分利用瓦斯资源。采用苯酐-尿素法制备了酞菁铜/分子筛复合物CuPc/Y,进一步将金属钯担栽在CuPc/Y上制备了0.5%Pd-CuPc/Y复合物。以0.5%Pd-CuPc/Y为催化剂、醋酸水溶液为溶剂进行了瓦斯液相催化氧化制甲醇的实验研究。结果表明:甲醇的生成量与反应压力、反应温度、催化剂用量、溶剂的酸度、反应时间存在正相关关系,与对苯醌添加量总体上也遵循正相关规律。在瓦斯初始反应压力4 MPa、催化剂用量2 g、溶剂中CH_3COOH与H_2O体积比4:1、对苯醌用量1 000μmol、反应时间3 h、反应温度130℃的条件下,甲醇的生成量为2 754μmol。分析瓦斯液相催化氧化制甲醇的反应机理,认为0.5%Pd-CuPc/Y在醋酸溶液中催化瓦斯选择氧化制甲醇反应同时遵循亲电取代机理和活性氧物种氧化机理。     

苯基硼酸催化酰胺键构建方法研究

酰胺键是一种可表现出高生理活性的特殊结构,形成酰胺最理想的途径是羧酸与胺直接反应,但必须要在强热的条件下才可生成。为了解决此问题,研究了一种通过利用简单的芳基硼酸催化,在较为缓和的条件下使脂肪酸与伯胺直接缩合构建酰胺的方法,以苯乙酸与苄胺的直接酰胺化建立反应体系,对反应催化剂种类、催化剂用量、反应溶剂、反应时间以及反应温度进行了优化。结果表明：以氟苯为溶剂,苯硼酸为催化剂,先在回流温度下处理有机酸1 h后,再加入脂肪胺继续反应12 h,在此最佳反应条件下,可获得对应酰胺的收率在80%以上,采用¹H NMR和¹³C NMR对所得产物的结构进行了表征。方法操作简单,产物易于纯化,是一种新的制备酰胺类化合物的有效方法。     

H3PW12O40/H2O2/H2O体系催化氧化苯甲醇合成苯甲醛

合成一系列杂多酸(盐)并采用红外光谱对其进行表征,研究它们对苯甲醇氧化合成苯甲醛反应的催化性能.并以H3PW1 2O40为催化剂,分别考察溶剂类型、反应时间、反应温度、催化剂用量和H2O2用量对该反应的影响,并且初步探讨该反应的反应机理.实验结果表明:5种杂多酸(盐)均具有Keggin型结构,以水为溶剂时,5种杂多酸(盐)均具有催化活性,其中H3PW12O40催化活性最高.在催化剂用量0.04mmol、w(H2O2)=30%的H2O2用量0.015mol、反应时间3.5h、反应温度90℃、溶剂水用量10mL的优化反应条件下,苯甲醇的转化率为95.59%,苯甲醛的收率可达91.62%.由此可知,H3PW12O40/H2O2/H2O体系是环境友好的高效催化体系,具有工业化应用前景.     

Ru/ZrO_2·xH_2O催化丙酸甲酯加氢制备丙醇的反应研究

文章采用共沉淀法制备了Ru/ZrO2.xH2O催化剂对丙酸甲酯进行加氢反应研究。考察了反应时间、温度、氢气压力、搅拌速度和溶剂等因素对丙酸甲酯加氢的转化率和产物丙醇选择性的影响。结果表明,以醇作溶剂时,反应的活性和选择性都比较差,丙醇的最大收率仅为27.5%,而以水作溶剂时丙酸甲酯的转化率高达94.8%,丙醇的选择性为91.7%。催化剂可以循环使用6次,活性和选择性没有明显下降,显示了良好的工业应用前景。     

2,2,6,6-四羟甲基环己醇五烯丙基醚的合成

以环己酮、甲醛为原料在碱催化下经羟醛缩合,康尼扎罗两步反应制得中间体2,2,6,6-四羟甲基环己醇。此化合物在季铵盐相转移催化下与氯丙烯反应生成2,2,6,6-四羟甲基环己醇五烯丙基醚。用红外光谱、¹³C和¹H核磁共振谱对2,2,6,6-四羟甲基环己醇和2,2,6,6-四羟甲基环己醇五烯丙基醚进行了表征。探讨了反应温度,催化剂用量,物料物质的量比等对2,2,6,6-四羟甲基环己醇和2,2,6,6-四羟甲基环己醇五烯丙基醚产率的影响。结果表明,合成2,2,6,6-四羟甲基环己醇的适宜条件为：n（碱）∶n（甲醛）∶n（环己酮）＝1.25∶5.5∶1,羟醛缩合反应温度和反应时间分别为10℃和1h,康尼扎罗反应温度和时间分别为40℃和1.5h;合成2,2,6,6-四羟甲基环己醇五烯丙基醚的适宜条件为：n（氢氧化钠）∶n（氯丙烯）∶n（2,2,6,6-四羟甲基环己醇）=9∶10∶1,相转移剂用量为10%（以2,2,6,6-四羟甲基环己醇质量为基准）,反应温度和时间分别为80℃和120h,2,2,6,6-四羟甲基环己醇五烯丙基醚产率为58.3%。     

SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸酯化活性的研究

经过对制备方法的某些改进,合成了一种 SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸。用它作催化剂,对乙酸乙酯的酯化活性作了初步探讨。考察了焙烧温度对SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸酸度及活性的影响。研究认为,对于SO_4~(2-)/Fe_2O_3一类深色固体超强酸的强酸总量可以用溶剂法的乙醇酸量来计量;单位强酸部位的酯收率可近似作为此类固体超强酸的相对酸强度,而SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸的相对酯化活性优于浓硫酸催化剂。     

环境友好的环己醇氧化反应

以自制的三溴化铁为催化剂,以过氧化氢为氧化剂,对环己醇氧化制备环己酮的反应进行了系统的研究,重点对催化剂、溶剂和反应物的物质的量之比进行了优化.在最佳反应条件下,以乙酸乙酯为溶剂,反应温度为25℃,n(过氧化氢)∶n(环己醇)∶n(FeBr3)的比例为1.5∶1.0∶0.2时,环己醇的转化率为83.7%,环己酮的选择性可达92.9%,且催化剂FeBr3能够循环套用.从而,建立了一种操作简单,环境友好且具有应用前景的环己醇氧化方法.     

Synthesis and property of imidazolium oxidative-thermoregulated ionic liquids

A series of novel imidazolium oxidative-ther- moregulated bifunctional ionic liquids （ILs） have been synthesized by introducing the thermoregulated structural unit into imidazolium cation and using heteropolyanion as the anion of ILs. The structures of these new type of taskspecific ionic liquids （TSILs） are characterized by FT-IR and 1H NMR. The thermostability of ILs is analyzed by thermogravimetry. The thermoregulated properties of ILs in aqueous and organic solvents are mainly investigated. These ILs have the corresponding cloud points （CPs） in aqueous. The effects of IL concentration, polymerization degree, inorganic additives and organic additives on the CP are studied. IL/DMF/n-heptane or n-octane biphasic system has the corresponding critical solution temperature （CST）, and has the feature of ＂homogeneous at high temperature, heterogeneous at low temperature＂. The effects of IL dosage and polymerization degree on the CST are given. IL/DMF/n-octane thermoregulated biphasic system has been successfully applied for catalytic oxidative desulfurization of model fuels. This study opens up a new way for catalytic oxidation to achieve an integration of homogeneous catalysis and heterogeneous separation.     

固体超强酸TiO_2/SO_4~(2-)催化合成苯氧乙酸烯丙酯

用TiO_2/SO_4~(2-)固体超强酸催化苯氧乙酸与烯丙醇的酯化反应,研究分析了反应因素对酯化反应产率的影响;最佳反应条件下,产物收率可达86.0％.     

氧化锌固载四(4-羧基苯基)钴卟啉的催化性能

为研究[Co TCPP/ZnO]在无任何溶剂和还原剂的条件下催化氧化甲苯的性能,采用沉淀—烘焙法制备了氧化锌固载四(4-羧基苯基)钴卟啉[Co TCPP/ZnO]催化剂,并用UV-Vis、FT-IR和XRD技术对其进行了表征。结果表明:在较适宜反应温度180℃和压力0.6 MPa条件下,用仅含1.89×10-6mol Co TCPP的氧化锌四(4-羧基苯基)钴卟啉就可连续催化11次,催化效能平均值为:甲苯转化率6.84%,选择性50.47%,转化数6.52×104,比未固载的Co TCPP具有更好的催化性能和重复使用性能。这表明载体氧化锌对四(4-羧基苯基)钴卟啉[Co TCPP]具有良好的促进其催化能力和保护金属卟啉免遭氧化破坏的作用。     

CuNaX催化苯甲醇无溶剂氧化合成苯甲醛

通过简单离子交换法制备了不同铜含量的CuNaX催化剂,研究了催化剂在无溶剂条件下用70%叔丁基过氧化氢(TBHP)氧化苯甲醇合成苯甲醛反应中的催化性能.实验结果表明,随着铜含量的增加,苯甲醛的收率呈先增大后减小的趋势.当铜含量为10.4%时,苯甲醛的收率最高.在催化剂用量100mg、n(TBHP)/n(苯甲醇)=1.3、反应温度70℃、反应时间6h的优化条件下,苯甲醛的产率达34.7%.且该催化剂重复使用3次之后,苯甲醛的收率和选择性无明显下降.较高的铜含量将使NaX分子筛的结构发生部分破坏,导致苯甲醛的收率下降.     

Correlation of rate of gas temperature rise with mass loss rate in a ceiling vented compartment

n-heptane pool fire and industrial alcohol pool fire in a ceiling vented compartment were studied experimentally. The parameters including mass loss rate and rate of gas temperature rise were investigated. The results suggest that the rate of gas temperature rise, whose varia- tions were highly coincident with those of the mass loss rate, minimized at the moment of extinction. The correlation of the rate of average nondimensional temperature rise with mass loss rate was established. It was found that the rate of average nondimensional temperature rise may be correlated with mass loss rate via the gas heat absorption coefficient which was found to be a quadratic function of the nondimensional heat release rate for the ceiling vented compartment under study. The present study may be of practical use for estimation of the time-dependent changes in mass loss rate from the gas temperature curves.     

树脂负载铬酸氢根氧化试剂的制备及其对醇的氧化作用

合成了负载铬酸氢根的季铵盐树脂 ,研究了负载铬酸氢根的季铵盐树脂作为一种氧化醇为醛的氧化剂 ,在不同温度、不同时间、不同溶剂和不同的树脂与醇的投料比对苯甲醇的氧化作用 .在优化反应条件下 ,即以苯为溶剂 ,树脂与醇的摩尔比为 3.0 ,反应回流 12h ,产物苯甲醛产率达6 5 % .并考察了该种氧化剂对肉桂醇、环己醇、丙烯醇、丁醇的氧化效果 .实验结果表明 ,铬酸氢根季铵盐树脂是一种氧化醇为醛或酮的有效选择性氧化剂 .     

均匀设计法在镍系催化SBS加氢体系中的应用

用环烷酸镍(Ni)/三异丁基铝 (Al)催化剂对SBS进行溶液均相加氢反应。研究了SBS质量分数、环烷酸镍质量分数、n_Al/n_Ni、反应氢气压力、反应温度等工艺条件对SBS加氢度的影响。同时利用均匀设计法模拟并验证了优化的工艺条件：SBS质量浓度为80g/L、环烷酸镍的质量分数为 0.167%、n_Al/n_Ni为6、氢气压力为2.5MPa、反应温度为45℃、反应时间为135min。优化工艺参数下的SEBS用溴碘法测其加氢度，用紫外光谱法测苯乙烯的变化量，结果表明碳碳双键加氢度达到97.1%，而苯环加氢度为3.1% ,说明了该催化剂具有高活性和高选择性。     

碳纳米管催化合成乙酸乙酯

研究了用湿法氧化法处理过的工业级多壁碳纳米管为催化剂,乙酸和乙醇为原料合成乙酸乙酯。实验结果表明,其最佳反应条件为:醇酸摩尔比2.5∶1、催化剂用量1.5g(对应乙酸用量0.2mol)、反应时间2.5h、反应温度92℃,乙酸转化率58%.该催化剂对设备无腐蚀性、与产品分离简单、可回收重复使用,是一种绿色环保催化剂。     

超细固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2催化合成棕榈酸乙酯

制备了超细固体超强酸SO2-4/ZrO2,采用XRD、SEM、IR对该催化剂进行表征.以超细固体超强酸SO2-4/ZrO2为催化剂,棕榈酸与乙醇为原料合成棕榈酸乙酯.探讨了不同催化剂类型、醇酸摩尔比、催化剂用量、反应时间等因素对转化率的影响.结果表明,与普通固体酸相比,超细固体超强酸SO2-4/ZrO2对于棕榈酸乙酯的合成具有较好的催化性能.较适宜的反应条件为n(棕榈酸):n(乙醇)=4:1,催化剂用量0.8 g,反应3 h.在此条件下,棕榈酸的收率可达70.3%.     

环己烷均相催化氧化动力学研究

在温度T=423～443K，压力p=1.2MPa（表压），搅拌速率N=300～1000r/min以及气体流量(以标准状况下计算)G=0.8～2.0L/min条件下，以环烷酸钴作催化剂对环己烷液相空气氧化动力学进行了研究。实验考察了搅拌速率、温度、催化剂等因素对于反应效果的影响。此外，在温度与催化剂对反应影响考察结果的基础上，采用环己烷无催化氧化的动力学半机理模型得出了环己烷催化氧化动力学模型。该模型能够较好的预测实验数据，其相对标准偏差(RSD)<10%。     

气固相催化合成吡咯的催化剂的研究

以ZSM-5、SiO₂-Al₂O₃和Al₂O₃为催化剂,在连续流动固定床反应器中,氨与呋喃催化合成吡咯。用程序升温氨脱附法（NH₃-TPD）测定了催化剂表面相对酸强度及酸量分布,筛选出了催化活性好和选择性高的SiO₂-Al₂O₃-d硅酸铝催化剂,并对金属氧化物进行了改性。在反应温度为425～435℃、n (AM)：n (FN)为10：1以及催化剂负荷（以呋喃计）为16.6 mmol /(h•g)的条件下,吡咯的收率可达90％以上。     

乙酸苄酯绿色合成新工艺的研究

 以新型离子液体N-甲基吡咯烷酮硫酸氢盐（［Hnmp］HSO₄）为催化剂,环己烷为带水剂,对乙酸苄酯的酯化反应进行了研究,重点考察了催化剂用量、反应温度、反应时间、酸醇摩尔比和带水剂等因素对乙酸苄酯产率的影响。实验结果表明,［Hnmp］HSO₄对合成乙酸苄酯有着良好的催化活性,当催化剂用量x苯甲醇)为1％,乙酸和苯甲醇的摩尔比为1.4∶1,环己烷为6 mL（与苯甲醇的摩尔比为0.56）,油浴温度110 ℃反应1 h后,乙酸苄酯产率可达98%以上,且催化剂重复使用6次仍保持较高活性。实验放大10倍酯的产率为97.5％。腐蚀性实验表明,［Hnmp］HSO₄对不锈钢的腐蚀率为0.015 2 g/（m²·h）。     

在Pt/Al_2O_3催化剂上内扩散对异丁醇完全氧化动力学的影响

用外循环无梯度反应器研究了内扩散对异丁醇完全氧化动力学的影响。当催化剂颗粒在30～40目时反应在动力学区域进行。异丁醇完全氧化的动力学方程服从异丁醇及O_2吸附,CO_2吸附阻碍的L-H模型。当催化剂颗粒增大到4mm时,异丁醇完全氧化发生在内扩散区域。催化剂有效因子在0.47～0.75之间。它表明反应受内扩散控制。内扩散区域的表观活化能为动力学表观活化能及O_2分子扩散活化能之和的一半。用常微分方程的试射法及梯形法标出O_2在催化剂孔内的压力分布。