Co-ZSM-5(L)复合催化剂的制备及其催化空气环氧化烯烃的研究

合成4-羟基苯甲醛苯甲酰腙(L1)和4-氯苯甲醛苯甲酰腙(L2)两种席夫碱配体,并通过离子交换和离子配位的方式成功制备了Co-ZSM-5(L)金属分子筛/配合物复合催化剂.采用XRD、IR和1 H NMR等手段对催化剂进行表征,表征结果表明交换到分子筛中的Co离子成功与酰腙配体配位,且分子筛的骨架没有发生变化.烯烃催化环氧化反应以空气为氧化剂,TBHP为引发剂,DMF为溶剂在常压下进行反应.结果表明,Co-ZSM-5(L)复合催化剂对苯乙烯,α-蒎烯和α-甲基苯乙烯均表现出非常优异的催化活性,烯烃的转化率均达到82%以上.     

超声辅助金属复合氧化物催化混合烯烃与空气的环氧化

采用超声波反应器,以最廉价无污染的空气作为氧化剂,DMF为溶剂,在未加任何还原剂的温和条件下以混合金属氧化物(Co-SnO2和Co-ZnO)为催化剂催化混合烯烃与空气的环氧化反应,探讨了相关反应条件,并用UV-Vis表征分子间的相互作用.实验结果表明,当以10∶1 Co-SnO2为催化剂时,α-甲基苯乙烯和α-蒎烯的比例为1∶5时二者均达到最好转化率(94.1 mol％和75.7 mol％)和环氧选择性(85.0％和85.4％).     

分级结构MCM-22分子筛高效催化α-蒎烯异构化

具有微孔-介孔分级结构的MCM-22分子筛被应用于催化α-蒎烯异构化合成莰烯和柠檬烯的反应中,并表现出优异的催化性能.系统考察溶剂、反应温度、反应时间等对α-蒎烯异构化的影响.MCM-22催化α-蒎烯异构化具有效率高的特点,更重要的是其反应-再生循环无需高温处理.循环使用实验表明该催化剂稳定性极好,可多次重复使用.     

金属离子交换Y分子筛催化2,3-环氧蒎烷异构化制备龙脑烯醛

以金属离子交换分子筛为催化剂,催化2,3-环氧蒎烷异构化制备龙脑烯醛.研究结果表明,在80℃条件下,以甲基异丁基酮为溶剂,K＋交换Y分子筛（K-Y）在催化2,3-环氧蒎烷异构化制备龙脑烯醛的反应中展现出优异的催化活性,并通过变换各种反应条件,探讨最佳催化反应条件.     

α-蒎烯水合反应动力学研究

以强酸性阳离子大孔交换树脂Lewatit2620为催化剂,催化α-蒎烯水合反应,获得主要产物α-松油醇.在催化反应中,部分α-蒎烯发生异构化反应,生成单环萜烯,影响松油醇的收率.在搅拌釜反应器内分别考察了催化剂种类、溶剂种类、催化剂用量、反应物配比、温度及反应时间对α-蒎烯转化率和α-松油醇收率的影响.结果表明,优化反应条件为:催化剂用量为每克总液体炉料使用催化剂0.20g,m(α-蒎烯)∶m(水)∶m(溶剂y)=1∶0.13∶2,反应温度333.15K,反应时间4h,此时α-蒎烯转化率为98%,松油醇的收率为36%.本文建立拟均相(PH)模型来研究α-蒎烯直接水合反应的动力学,并估算出动力学参数,通过模型得到的计算值与实验值是吻合的,故PH模型适用于α-蒎烯的直接水合反应.用准一级动力学模型确定了各反应的反应速率常数的表达式.     

α-蒎烯快速均相催化异构化研究

以磷钼酸为催化剂,α-蒎烯或松节油可在较低的温度下快速异构化为α-松油烯、柠檬烯、γ-松油烯、异松油烯.反应介质的极性对磷钼酸催化下的α-蒎烯异构化的反应活性和主产物选择性影响显著.在中等极性溶剂四氢呋喃中,研究了催化剂用量、反应温度、反应时间等因素对α-蒎烯均相异构反应的影响,得出了较合适的反应条件.     

蒎烯催化加氢制备顺式蒎烷

以不同组分的含镍合金粉为原料，制备出多种类型的Raney Ni型催化剂，研究它们在蒎烯催化加氢制备顺式蒎烷反应中的加氢活性和选择性，筛选出这两项指标均比较理想的目标催化剂。分析在催化条件下影响蒎烯高压加氢反应的各种因素，进而通过正交试验设计确定了蒎烯催化加氢制备顺式蒎烷的最佳反应工艺条件：反应温度100℃，反应压力6.0MPa，反应溶剂为正丁醇，原料纯度采用含85％以上α-蒎烯的松节油，催化剂用量为3％。在最佳工艺参数条件下，原料蒎烯转化率可达到100％，产物中顺式蒎烷的含量大于95％。     

由α—蒎烯一步法合成高萜基甲基酮内酯

以粉末白钨酸为催化剂，稀过氧化氢为氧化剂，对α－蒎烯催化异构、氧化、酯化、合成高萜基甲基内酯（ＨＭＫ）．α－蒎烯转化率达１００％，ＨＭＫ得率达８４％，ＨＭＫ经ＭＳ、ＩＲ、ＮＭＲ、ＥＡ表征。     

固体超强酸SO2-4/ZrO2催化α-蒎烯异构反应

研究了固体超强酸SO2-4/ZrO2催化剂的制备条件(硫酸浸渍浓度、焙烧温度等)对其催化性能的影响.结果表明,催化剂的制备条件不同,对莰烯选择性和α-蒎烯转化率有较大影响.适宜的催化剂制备条件是: 硫酸浓度0.5～1.0 mol/L,焙烧温度650 ℃.对所制备的SO2-4/ZrO2固体超强酸作为α-蒎烯异构反应的催化剂,以及对影响反应过程的主要因素进行探讨.优化的工艺条件为:反应时间1～3 h,反应温度(130±2)℃,催化剂质量分数3%～4%.该条件下α-蒎烯转化率96.4%,莰烯选择性49.7%.此外,还分析了催化剂放置时间对异构产物的影响及催化剂重复使用情况.     

固体超强酸SO4^2-／ZrO2催化α-蒎烯异构反应

研究了固体超强酸SO2-4/ZrO2催化剂的制备条件(硫酸浸渍浓度、焙烧温度等)对其催化性能的影响.结果表明,催化剂的制备条件不同,对莰烯选择性和α-蒎烯转化率有较大影响.适宜的催化剂制备条件是 硫酸浓度0.5～1.0 mol/L,焙烧温度650 ℃.对所制备的SO2-4/ZrO2固体超强酸作为α-蒎烯异构反应的催化剂,以及对影响反应过程的主要因素进行探讨.优化的工艺条件为反应时间1～3 h,反应温度(130±2)℃,催化剂质量分数3%～4%.该条件下α-蒎烯转化率96.4%,莰烯选择性49.7%.此外,还分析了催化剂放置时间对异构产物的影响及催化剂重复使用情况.     

左旋β蒎烯选择性氧化合成右旋诺蒎酮的研究

以(-)β蒎烯为原料,经选择性氧化合成(+)诺蒎酮,分析了在不同氧化剂及溶剂体系下β蒎烯的氧化行为。研究了β蒎烯与高锰酸钾摩尔比、硫酸与高锰酸钾摩尔比、溶剂类型、反应温度、反应时间等因素对β蒎烯氧化转化率和诺蒎酮产物选择性的影响。结果表明,左旋β蒎烯选择性氧化合成右旋诺蒎酮适宜的氧化工艺条件：β蒎烯与高锰酸钾摩尔比为1∶3,硫酸与高锰酸钾摩尔比0.054∶1,以丙酮为溶剂,反应温度为15~25 ℃,反应时间为5 h。此条件下β蒎烯转化率为94.15 %,诺蒎酮选择性为89.19 %,诺蒎酮得率为83.97 %,纯度为95.29 %,比旋光度为[α]18D+33.86°(c 1.01, CHCl3)。另外,采用IR、GC-MS、1H NMR和13C NMR等对诺蒎酮结构进行了表征。     

浅色高软化点α-蒎烯树脂制备工艺研究

以α-蒎烯为原料,采用AlCl3/SbCl3为催化体系,探讨各种因素对聚合反应的影响.结果,在反应温度-15℃,AlCl3 2%(基于α-蒎烯),AlCl3/SbCl3质量比2,单体浓度50%,单体滴加速度120滴/分,催化剂以分次方式加入,反应时间4h的工艺条件下,制得软化点为138.0℃,得率大于80.0%,色级为3(铁钴色)的浅色高软化点α-蒎烯树脂.     

α-蒎烯高选择性环氧化合成2,3-环氧蒎烷的研究

笔者以α-蒎烯为原料高选择性环氧化合成2,3-环氧蒎烷。探讨了过氧乙酸浓度及用量、碳酸钠用量、溶剂类型、反应温度及反应时间等对α-蒎烯转化率、2,3-环氧蒎烷选择性及产物组成的影响;确定了适宜的环氧化反应条件:反应温度为0～10℃;过氧乙酸浓度2.0 mol/L,α-蒎烯与过氧乙酸物质量之比为1∶1.1;α-蒎烯与碳酸钠物质量之比为1∶1.2;反应时间2 h;以氯仿为溶剂,溶剂用量为α-蒎烯与氯仿体积比1∶1.7。在此条件下α-蒎烯转化率为99%以上,2,3-环氧蒎烷的选择性大于95%,反应产物中主要杂质α-龙脑烯醛和3-蒎酮的含量仅为3.3%和1.2%左右。     

α-蒎烯加氢反应制蒎烷的工艺研究

对蒎烷合成过程所用的Raney镍催化剂的制备工艺条件进行了优化 ,考察了Raney镍催化α—蒎烯加氢制蒎烷过程中反应条件对顺式蒎烷选择性的影响 .进行了工业化试生产 ,当加氢压力为 0 .5 - 0 .8MPa ,温度为 10 0 - 140℃时 ,反应 5h ,蒎烷总得率 98%以上 ,顺式蒎烷选择性大于 95 %.     

SO_4~(2-4)/TiO_2固体超强酸催化合成冰片的研究

研究了SO2-4/TiO2固体超强酸催化α-蒎烯酯化-皂化法合成冰片.冰片产率大于45%,正龙脑含量>97%,酯化反应条件:催化剂用量为α-蒎烯质量的1%,90～110℃,7h;皂化反应条件:80℃,3h.     

松轻油精馏分离工业试验

松轻油经碱液预处理后,用SM-250型工业孔板波纹填料塔(D=300 mm、h=10.1 m)以真空间歇精馏方式进行分离试验,分别得到富含蒎烯、莰烯、苧烯(双戊烯)及对-伞花烃、萜烯醇等组分的馏分.以精馏投料量为基准,α-蒎烯质量分数达80.1 %以上的馏分得率为22.3 %,其中α-蒎烯质量分数最高达86.1 %;α-蒎烯与β-蒎烯总质量分数达61.3 %以上、蒎烯和莰烯总质量分数达92.5 %以上的馏分得率为31.8 %;馏分中蒎烯和莰烯总质量分数最高达99.1 %;苧烯(双戊烯)及对-伞花烃总质量分数达64.2 %以上的馏分得率为23.1 %,其总质量分数最高达76.4%;萜烯醇质量分数最高达49.0 %,其馏分得率只有3.1 %.精馏过程塔顶压力控制在12～4 kPa范围,回流比控制在1:1～8:1范围,塔釜终温为152 ℃左右;精馏过程塔釜温度容易控制.     

过渡金属离子交换分子筛催化空气氧化环己醇制备环己酮

以空气为氧化剂,过渡金属离子交换的分子筛为催化剂,催化氧化环己醇制备环己酮.结果表明,Cr-ZSM 5在催化空气氧化环己醇制备环己酮的反应中展现出较好的催化活性.通过考察反应时间、反应温度、空气流速及催化剂用量等,探讨催化氧化环己醇制备环己酮的最佳反应条件.     

萜烯环氧化反应的研究(Ⅰ)烃基过氧化氢非均相催化萜烯环氧化反应的研究

在“110”阳离子交换树脂上载上钼的非均相催化剂,用烃基过氧化氢为氧化剂,对环己烯,苧烯,α-蒎烯,β-蒎烯和莰烯进行环氧化反应的研究。用叔丁基过氧化氢为氧化剂转化为环氧化物相应为99.8,82.5,80.9,71.9和50.6％;用异丙苯过氧化氢为氧化剂转化为环氧化物相应为77.4,77.1,71.2,69.2和35.6％。     

俄罗斯减压渣油超临界萃取残渣的催化加氢反应研究

以高压反应釜为反应器、环己烷为溶剂,选用分子筛、金属及合金3大类共6种催化剂,对俄罗斯减压渣油超临界萃取所得残渣的非催化及催化加氢反应进行研究.结果表明,采用NKF-β型和Y型分子筛作为催化剂,残渣加氢反应产物中芳烃的相对含量超过55%;采用金属Fe、Ni以及合金Co-Fe、Pd-C作为催化剂,残渣加氢反应产物中正构烷烃的相对含量超过70%;除采用Fe和Pd-C作为催化剂的残渣加氢反应产物之外,在其他各组产物中均检测到少量含氧化合物,而在以NKF-β型分子筛作为催化剂的加氢反应产物中还检测出含氮化合物.针对各组加氢反应产物中化合物相对含量的差异,推测了残渣在不同类型催化剂作用下可能存在的反应途径.     

Hβ分子筛一步催化合成乙酸松油酯的研究

以固体酸-Hβ分子筛为催化剂,较系统地研究了由松节油与乙酸一步合成乙酸松油酯的工艺条件.考察了浸渍条件、分子筛的硅铝比、反应温度、反应时间和反应物的配比对反应的影响.结果表明,在反应温度20℃、乙酸和蒎烯配比100∶15、反应时间24 h,以硅铝比60的Hβ分子筛为催化剂,蒎烯的转化率可以达到75.5%,乙酸松油酯的得率为22.8%.