用于邻苯基苯酚合成的Pt/Al_2O_3催化剂改性研究

考查了用于环己酮二聚物脱氢制备邻苯基苯酚(OPP)的Pt/Al2O3催化剂的改性研究。针对脱氢反应体系所存在的副反应特点,采用了载体碱改性〔使用了含钾矿物(KM)以及3种Mg-Al复合载体〕与助剂改性(使用K盐类)两种手段,开发出了二者结合的复合改性工艺。研究表明,矿物KM的载体改性效果较好(OPP选择性>80%),助剂改性以K2CO3的性能较好(OPP选择性>90%),而复合改性的Pt-K2CO3/KM-Al2O3〔w(Pt)=0.5%,w(K2O)=3.0%,w(KM)=15%〕催化剂在选定的反应条件下,最高活性可达二聚物转化率95.2%、OPP选择性95.0%,在100 h内,环己酮二聚物转化率和OPP选择性可分别保持在95.0%与92.0%以上。     

邻苯基苯酚的合成工艺研究

以环己酮为原料,通过缩合制备出双聚体环己烯基环己酮,再经催化脱氢反应,合成出邻苯基苯酚。对缩合催化反应条件进行了优化,双聚体收率达91％;以γ-Al2O3为栽体,贵金属Pt为脱氢活性组分,硫酸钾为助催化剂,制备的合成邻苯基苯酚的脱氢催化剂[w(Pt)=0．3％、w(K2SO4)=2％],在350℃反应,选择氢气流速为50mL／min,邻苯基苯酚收率在90％以上。     

载体对Pt催化剂制备邻苯基苯酚催化性能的影响

分别以活性炭(AC)、γ-Al2O3、MgO、TiO2为载体,氯铂酸为活性金属前驱体,采用等体积浸渍法制得不同载体负载的Pt催化剂,考察了它们对环己烯基环己酮(dimer)脱氢制备邻苯基苯酚(OPP)的催化活性和选择性。并用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温脱附(H2-TPD)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等对催化剂进行表征。结果表明,载体对所制备的催化剂表面Pt含量、酸碱性和对氢吸附能力等微观性能有影响,以γ-Al2O3为载体制备的Pt-K/γ-Al2O3催化剂,由于催化剂表面Pt质量分数高达0.41%,碱性强和碱中心多,利于氢和中间产物在催化剂表面的吸附,从而提高环己烯基环己酮的转化率和OPP选择性。Pt/γ-Al2O3催化剂在LHSV 0.12 h-1、H2空速33 mL/(g.h)、反应温度380℃的条件下,在200 t/a的工业化装置运转8 000h后,环己酮二聚物转化率仍能达99%以上,OPP选择性达90%以上。     

不同Pt分布的Pt-K/γ-Al2O3催化剂制备及在邻苯基苯酚制备中的催化性能

采用分布浸渍法制备了以Pt为活性组分,K₂SO₄为助剂的Pt-K/γ-Al₂O₃催化剂,通过调节浸渍液中HCl浓度改变活性组分Pt在载体中的分布并用于环己烯基环己酮(Dimer)脱氢合成邻苯基苯酚(OPP),并利用比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、H₂程序升温还原(H2-TPR)和电子探针微量分析(EPMA)等手段对催化剂进行了表征。结果表明,通过调节浸渍液中HCl浓度的方法可有效调节催化剂的结构性质,活性组分与γ-Al₂O₃载体之间的相互作用以及Pt在载体上的分布。当浸渍液中HCl浓度为0.50％时,催化剂存在较高的比表面积,Pt在载体上存在最适宜的浸渍深度以及较弱的与载体之间的相互作用,从而调整了中间产物、OPP在催化剂表面的停留时间,抑制了副反应,可显著提高生成OPP的选择性。在液相空速LHSV 0.12 g·g-1·h-1、H2空速33 ml·g-1·h-1、温度380℃的反应条件下,环己烯基环己酮转化率为100%,OPP选择性达90%以上。     

Preparation and catalytic performance of Pt-K/γ-Al2O3 catalysts with different Pt distributions for synthesis of o-phenylphenol

采用分布浸渍法制备了以Pt为活性组分,K₂SO₄为助剂的Pt-K/γ-Al₂O₃催化剂,通过调节浸渍液中HCl浓度改变活性组分Pt在载体中的分布并用于环己烯基环己酮(Dimer)脱氢合成邻苯基苯酚(OPP),并利用比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、H₂程序升温还原(H2-TPR)和电子探针微量分析(EPMA)等手段对催化剂进行了表征。结果表明,通过调节浸渍液中HCl浓度的方法可有效调节催化剂的结构性质,活性组分与γ-Al₂O₃载体之间的相互作用以及Pt在载体上的分布。当浸渍液中HCl浓度为0.50％时,催化剂存在较高的比表面积,Pt在载体上存在最适宜的浸渍深度以及较弱的与载体之间的相互作用,从而调整了中间产物、OPP在催化剂表面的停留时间,抑制了副反应,可显著提高生成OPP的选择性。在液相空速LHSV 0.12 g·g-1·h-1、H2空速33 ml·g-1·h-1、温度380℃的反应条件下,环己烯基环己酮转化率为100%,OPP选择性达90%以上。     

1,4-丁二醇气相脱氢制备γ-丁内酯研究

通过研究1,4-丁二醇脱氢催化剂,发现催化剂的活性组分在Cu O/Zn O/Al2O3组分的基础上,引入复合稀土锆、铈等稀有金属改善催化性能,可有效提高催化剂的活性及选择性,制备筛选出CuO/ZnO/Al_2O_3/Mx(w(Zr O2)=2.5%,n Cu∶:n M∶n Ce=1∶0.2∶0.15)催化剂。并在该催化剂条件下,考察了1,4-丁二醇气相脱氢制备γ-丁内酯的工艺条件,优化了操作指标,研究结果表明,该催化剂在温度210～220℃,压力～0.1 MPa,n(氢气)∶n(1,4-丁二醇)摩尔比13～25∶1,空速～0.5 h~(-1)条件下,1,4-丁二醇转化率保持在99.6%以上,γ-丁内酯选择性保持在99.5%以上。     

三甲氧基硅烷合成中微波预处理的影响

研究了硅粉原料、氯化亚铜催化剂经微波预处理应用于直接法合成三甲氧基硅烷的工艺。探讨了微波预处理功率,以及在微波处理下,催化剂的量、Cu2O助剂对反应的影响。考察了串联反应器的反应效果。实验表明,硅铜混合物〔m(Si)∶m(Cu2Cl2)=10∶0 4〕经微波高火预处理3min,其活性成倍增加,在合成三甲氧基硅烷时,反应馏出液中w(三甲氧基硅烷)=44 2%,w(甲醇)=42 7%;添加Cu2O助剂后,反应效果显著提高,w(三甲氧基硅烷)=54 4%,w(甲醇)=34 6%;使用串联反应器时,w(三甲氧基硅烷)=72 3%,w(甲醇)=10 8%。     

一种用于环己醇脱氢的新型催化剂——Cu／ZrO2的制备

以硝酸铜、氧氯化锆为原料,配制成n(Zr)∶n(Cu)=(1—4)∶1的溶液,以w(NaOH)=15%溶液为沉淀剂,采用共沉淀法,制备出用于环己醇脱氢的新型Cu/ZrO2催化剂。通过正交试验选择出较优的催化剂制备条件n(Zr)∶n(Cu)=2∶1、锆盐初始浓度为0.2mo·lL-1、焙烧时间为5h、焙烧温度为400℃、滴定终点pH=12,并考察了脱氢过程催化剂预处理、反应温度等对产物收率和反应选择性的影响。在优化条件下制得的催化剂用于环己醇脱氢,环己酮产品收率达85%,选择性近100%。     

乙醇催化脱氢合成乙醛的工艺研究

采用共沉淀法制备系列CuZnAl催化剂,在固定床反应器考查了催化剂对乙醇脱氢制备乙醛并副产氢气的催化性能。研究了CuZnAl组分比例对催化剂活性的影响,并对工艺条件进行优化。结果表明:Cu∶Zn∶Al=4∶4∶2时,乙醇脱氢反应催化活性达到最高;在温度为280℃,压力为1MPa,床层空速为0.8h-1,n(乙醇)∶n(水)=2,乙醇转化率达53.6%,乙醛选择性达92.2%,副产氢气纯度高达97.5%。200h连续实验,CuZnAl催化剂催化乙醇脱氢反应转化率稳定在50%以上。     

脱氢枞酸蔗糖酯的无溶剂法合成

用精制的脱氢枞酸,在n(硫酸二甲酯)∶n(脱氢枞酸)=1∶1,碳酸钾为催化剂,反应时间为4 h,丙酮回流条件下,得到脱氢枞酸甲酯,产率为75%。脱氢枞酸甲酯与蔗糖在熔融下通过酯交换反应生成脱氢枞酸蔗糖酯,最佳条件为:n(脱氢枞酸甲酯)∶n(蔗糖)=1∶1.5,m(催化剂碳酸钾)∶m(反应物)=0.05∶1,m(乳化剂硬脂肪酸钠)∶m(反应物)=0.1∶1,温度140℃,压强0.5 kPa,反应时间5 h,产率可达32%,测定了其表面张力和乳化能力。临界胶束浓度(CMC)为:9.0×10-3mol/L;此时表面张力为18.42 mN/m。     

低硫可膨胀石墨的制备

采用乙酸酐为插入剂,H2O2和K2Cr2O7为氧化剂制备低硫可膨胀石墨。最佳实验条件:m(石墨)∶m(乙酸酐)∶m(浓硫酸)∶m(H2O2)∶m(K2Cr2O7)=1∶1 4∶0 5∶0 12∶0 12;反应时间为1h;反应温度为45℃。制备出的可膨胀石墨膨胀后体积达到280mL/g,含硫量w(S)=0 11%。     

固体酸催化合成棕榈酸乙酯

制备了TiO2/SO2-4、ZrO2/SO2-4、大孔磺酸树脂负载AlCl3等固体酸催化剂,考察了催化剂种类(包括所制备的固体酸和磷钨酸、硅钨酸等杂多酸)、用量、反应时间、物料摩尔比等对酯化反应的影响。选TiO2/SO2-4做催化剂,并采用正交实验技术,优化出较佳合成工艺条件,即:反应温度80℃,反应时间12h,n(棕榈酸)∶n(乙醇)=1∶9,m(催化剂)∶m(棕榈酸)=0 08∶1。棕榈酸乙酯的收率可达96 19%。     

N-(1,1-二甲基-3-氧代丁基)丙烯酰胺的合成

对以丙酮和丙烯腈为原料,浓硫酸催化合成N (1,1 二甲基 3 氧代丁基)丙烯酰胺(DAAm)的工艺进行了改进,通过结晶获取中间产物并对其进行洗涤的方法,可提高产品纯度,简化工艺操作。确定的最佳工艺条件为:n(丙烯腈)∶n(丙酮)∶n(浓硫酸)=1∶2 3∶2 3;反应时间4h;反应温度50℃;结晶稀释剂(相对1mol丙烯腈)240mL。得到DAAm白色晶体,纯度:w(DAAm)=99 8%,熔点:56 3～56 8℃,相对丙烯腈的收率为50 6%。用熔点、IR、1HNMR确认产物。     

SO~(2-)_4 改性交联蒙脱土固体酸催化合成水杨酸正丁酯

制备了SO2-4改性硅锆双组分交联蒙脱土固体酸催化剂(SO2-4/SiZrM),用于水杨酸(C7H6O3)和正丁醇(C4H10O)的酯化反应,与传统酯化反应催化剂浓硫酸、磷钨酸、硫酸铁铵以及其他单组分交联剂交联的蒙脱土做酯化反应的催化剂相比,SO2-4/SiZrM有更好的催化活性。考察了带水剂的选择、酸醇量比〔n(C7H6O3)∶n(C4H10O)〕、催化剂用量〔w(SO2-4/SiZrM)〕、反应时间(t)、反应温度(θ)对催化合成水杨酸正丁酯(C11H14O3)的影响,并对合成的产物进行了折光率、红外光谱分析。酯化反应的最佳条件为:C4H10O为带水剂、n(C7H6O3)∶n(C4H10O)=1∶1 65、催化剂占酸投料质量的百分比为w(SO2-4/SiZrM)=6 5%、t=6h、θ=120～135℃,水杨酸的转化率可达88 22%,产物中w(C11H14O3)>99 9%。     

一种双官能团环氧单体的合成及其UV固化性能研究

作者用廉价易得的乙二醇和石油化工产品双环戊二烯(DCPD)在H2SO4的催化下得到2 [(三环[5.2.1.02,6]癸 4 烯 8 基)氧]乙醇(TDEE)。通过正交实验得出其最佳合成条件:n(DCPD)∶n(乙二醇)=2∶3,以占二者总质量28 9%的w(H2SO4)=98%的硫酸做催化剂,在120℃反应5h。此条件下,TDEE的产率达76 8%。再经过己二酸酯化和环氧化合成了一种脂环族双官能团环氧单体———己二酸二{2 [(5 氧杂四环[6.2.1.02,7.04,6]十一烷 9 基)氧]}乙基酯(OTUEA),并对反应条件进行了优化。酯化反应的适宜条件是:每1mol己二酸用甲苯6 5mol作为带水剂,n(己二酸)∶n(H2SO4)=9∶1,己二酸二{2 [(三环[5.2.1.02,6]癸 4 烯 8 基)氧]}乙酯(TUEA)的产率可达97 7%;环氧化反应的适宜条件为:n(PhCO3H)∶n(TUEA)=2 2∶1,温度0℃,反应时间24h,环氧化产率为95 4%。用FTIR、1HNMR对其结构进行了表征。利用紫外灯与FTIR并用的方法对其UV固化行为进行了研究,得到其转化率随时间的变化曲线,将它与商业化的产品UVR-6110的UV固化行为比较,发现OTUEA的UV固化活性更高,是一种很好的阳离子型UV固化单体。     

SO~(2-)_4 /TiO_(2-)MoO_3催化合成异丁醛1,2-丙二醇缩醛

以固体超强酸SO2-4/TiO2 MoO3为催化剂,对以异丁醛(Ⅱ)和1,2 丙二醇(Ⅲ)为原料合成异丁醛1,2 丙二醇缩醛(Ⅰ)的反应条件进行了研究。实验表明:SO2-4/TiO2 MoO3是合成异丁醛1,2 丙二醇缩醛的良好催化剂,较系统地研究了醛醇摩尔比、催化剂用量、反应时间诸因素对收率的影响。最佳反应条件为:n(异丁醛)∶n(1,2 丙二醇)=1∶1 3,催化剂用量为反应物料总质量的1 0%,环己烷为带水剂,反应时间1 0h。上述条件下,异丁醛1,2 丙二醇缩醛的收率可达82 5%。     

相转移催化法合成3,4-二甲氧基苯甲醛

采用3 甲氧基 4 羟基苯甲醛(香兰素)和硫酸二甲酯为原料,甲苯为溶剂,十二烷基三甲基氯化铵为相转移催化剂,对3,4 二甲氧基苯甲醛的合成反应进行了研究。在反应温度为70～80℃,n(香兰素)∶n(硫酸二甲酯)∶n(NaOH)∶n(催化剂)=1∶1 5∶2 2∶0 03的较佳工艺条件下,产品收率≥95%,产品质量分数≥99 5%。     

H_3PW_(12)O_(40)催化合成己二酸

以环己烯为原料,w(H2O2)=30%的过氧化氢为氧化剂,在草酸(H2C2O4)作为助剂的条件下,采用磷钨酸(H3PW12O40)作催化剂合成己二酸,结果表明,当n(环己烯)∶n(H3PW12O40)∶n(H2C2O4)∶n(H2O2)=100∶1∶1∶538,反应温度为92℃,反应时间为6h时,己二酸的收率可达70 1%。讨论了H3PW12O40加入量、环己烯加入量、过氧化氢加入量、反应时间、反应温度等因素对反应的影响。