镍与铜的相互作用对于苯甲醇催化氧化性能的影响

通过共沉淀法制备了不同配比的Ni-Cu催化剂,并采用XRD、TPR和XPS表征方法研究了镍铜相互作用对苯甲醇的催化氧化性能的影响。结果显示,当催化剂体系中只有Ni时,催化剂组分为Ni(OH)₂;当催化剂体系含有Ni和Cu时,催化剂组分为Ni(OH)₂和Cu(OH)₂混合晶相;当催化剂体系中仅含Cu时,催化剂组分为CuO;并且由于镍、铜的相互作用,催化剂的还原温度降低,Ni的存在阻止了Cu(OH)₂晶相转变为CuO。此外,催化剂体系中Ni含量越高,其催化活性也越高,Ni的存在提高了Cu的催化性能。     

无定型MnO2的制备及其催化苯甲醇选择氧化性能

用KMnO₄和MnSO₄为原料，通过简单的氧化还原过程合成了无定形MnO₂，并用于催化苯甲醇氧化制苯甲醛，发现制得的无定形MnO₂在催化苯甲醇氧化制苯甲醛中表现出较高的活性和苯甲醛选择性（100%）。考察了反应温度、氧浓度、催化剂用量以及反应时间对苯甲醇氧化的影响。结果表明，较高的反应温度和氧浓度以及合适的催化剂用量有利于无定形MnO₂催化苯甲醇氧化生成苯甲醛，在反应温度110 ℃、常压和通氧条件下反应3 h, 苯甲醇转化率和苯甲醛选择性均为100%。     

铁改性HMS催化氧化苯甲醇合成苯甲醛

以十二胺为模板在中性条件下合成了Fe-HMS介孔分子筛,研究了不同硅铁比Fe-HMS对苯甲醇催化氧化反应的影响。利用XRD、BET、SEM和H₂-TPR等方法对合成的催化剂进行了表征。考察了Fe-HMS对苯甲醇氧化反应的影响。结果表明,Fe³⁺ 离子进入了分子筛骨架,Fe-HMS分子筛具有均一的蠕虫状介孔结构。焙烧后的Fe-HMS中Fe³⁺ 主要以Fe₂O₃形式存在于骨架中。对苯甲醇液相选择性氧化反应,Fe-HMS分子筛的催化活性高于Fe-SiO₂。在85℃、Si/Fe摩尔比为25∶1、醇/双氧水摩尔比为1∶2、催化剂含量为4%、反应时间4 h条件下,苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性分别为65.1%和74.6%。     

2,5-二(二乙氨基甲基)对苯二酚在过氧化氢氧化苯甲醇制备苯甲酸中的应用研究

以30%过氧化氢作为氧化剂,对苯二酚与甲醛、二乙胺的Mannich反应产物2,5-二(二乙氨基甲基)对苯二酚与钨酸钠为催化剂,研究了苯甲醇氧化制备苯甲酸的反应,2,5-二(二乙氨基甲基)对苯二酚的辅助催化性能优于对苯二酚。最佳反应条件为:40.5mmol苯甲醇,n(钨酸钠)∶n(2,5-二(二乙氨基甲基)对苯二酚)∶n(苯甲醇)∶n(30%过氧化氢)=0.405∶0.489∶40.5∶273,3mL0.1mol/L硫酸,于95℃反应8h,在无有机溶剂的条件下苯甲醇可以被氧化为苯甲酸,一次结晶率为76.9%,催化体系的重复使用性能不太理想。     

锰掺杂CeO2-CoO的制备及其催化苯甲醇液相选择性氧化

以硝酸盐作前体,通过均匀共沉淀法制备了掺锰复合氧化物CeO2-MnO2-CoO,采用X-射线粉末衍射(XRD)对复合氧化物进行了表征,并研究了复合氧化物在苯甲醇液相氧化反应中的催化性能.结果表明,复合氧化物的组成、反应时间、溶剂种类和氧化剂用量等对苯甲醇转化率和苯甲醛选择性均有影响.采用叔丁基过氧化氢作氧化剂,正己烷为...     

无溶剂法OMS-2催化氧化苯甲醇制苯甲醛的研究

以高锰酸钾和富马酸为原料,采用超声波辅助溶胶-凝胶法快速合成氧化锰八面体分子筛（OMS-2）,并考察了不同锰氧化物在无溶剂、无卤素条件下用70%过氧化氢叔丁醇（TBHP）氧化苯甲醇合成苯甲醛反应中的催化活性。结果表明,该体系是一种高效的环境友好催化体系,OMS-2在反应过程中显示了较高的活性,在80 ℃下,反应4 h,苯甲醇转化率、苯甲醛收率和选择性分别为44.72%、34.31%和76.74%。对该催化体系的重复使用性能进行了考察,结果发现,催化剂重复使用3次之后,苯甲醛收率和选择性稍微降低,表明OMS-2催化剂循环使用活性较好。     

Kinetic analysis of benzyl alcohol oxidation by alcohol oxidase in aqueous—organic two-phase systems

Alcohol oxidase-catalyzed oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde was studied in three two-liquid phase systems involving butyl acetate, xylene and n-decane. A more highly hydrophobic solvent resulted in more favorable partitioning of the substrate into the aqueous phase and less deleterious effect on the enzyme activity. As a result, the overall production of aldehyde was highest with the n-decane system and lowest with the butyl acetate system. In addition, the organic solvent served as an extractant for the product, which acted both as a competitive inhibitor and as a denaturant of the enzyme. The time courses of benzaldehyde production were simulated by a simple mathematical model assuming Michaelis–Menten kinetics in the aqueous phase, enzyme deactivation by organic solvents and the equilibrium partitioning of the reagents between the two phases.     

水热法制备铜锰纳米复合氧化物及选择氧化苯甲醇制苯甲醛

采用水热法制备出一系列铜锰纳米复合氧化物,考察了样品选择催化氧化苯甲醇的性能。结果表明,铜锰摩尔比小于1时产物主要是尖晶石型的Cu1.5Mn1.5O4,大于1时产物主要是Cu0.451Mn0.549O2,等于1时则是二者共存,所有样品均为厚度约10 nm的纳米片。铜含量增加时催化剂的还原温度降低,Cu0.451Mn0.549O2的催化活性比Cu1.5Mn1.5O4好。反应温度300℃,苯甲醇质量空速3.13 h-1时,苯甲醇转化率和苯甲醛选择性分别为94.14%和83.73%。     

过渡金属氧化物修饰的金纳米催化剂苯甲醇氧化性能

采用一步法合成介孔二氧化硅负载的金纳米催化剂,以氯化锡为前驱体,通过浸渍法向金纳米催化剂中引入助剂氧化锡,得到过渡金属氧化物修饰的金纳米催化剂。通过N2吸附-脱附、X射线衍射、透射电镜和固体紫外漫反射光谱等对催化剂结构进行表征。将所合成的催化剂用于苯甲醇选择性氧化反应,考察助剂组分对催化剂性能的影响,结果表明,氧化锡的引入改变了金纳米颗粒的表面电子结构,增加了催化剂活性与选择性;但随着氧化锡含量继续增加,催化剂活性降低,这主要是因为金纳米颗粒表面过渡金属氧化物覆盖度增加,减少了催化剂活性组分与苯甲醇的接触。当氧化锡质量分数0.2%时,催化剂效果最佳,在100℃和氧气压力0.2 MPa下反应3 h,苯甲醇转化率25.7%,苯甲醛选择性75.9%,苯甲酸选择性15.8%,苯甲酸苄酯选择性6.3%。     

微波场中氯化苄合成苯甲醇的工艺条件优化

将微波技术引入到以氯化苄和碳酸钠为原料的苯甲醇合成工艺中。以催化剂种类、催化剂用量、微波功率和反应时间等因素为主要工艺条件进行了研究。结果表明,优化的工艺条件为将40 mL氯化苄(≥99.5%,质量分数)和150 mL碳酸钠水溶液(30%,质量分数)混合均匀进行水解反应,催化剂A用量3.0 g,微波功率450 W,反应时间22 min,目标产物苯甲醇收率可达90%以上。相比传统的加热水解工艺,在微波场中苯甲醇的水解合成工艺有明显的改善。     

苯甲醇液相氧化合成苯甲醛的连续流工艺

在液相条件下以苯甲醇为原料,次氯酸钠溶液为氧化剂,2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）为氧化催化剂,在连续流微通道反应器中液相氧化合成苯甲醛。考察了苯甲醇与次氯酸钠溶液的物质的量配比、催化剂用量、反应温度、溶剂以及停留时间对苯甲醛合成的影响,并进行了工艺优化。结果表明：当次氯酸钠与苯甲醇的物质的量比为1.25∶1、苯甲醇与TEMPO的物质的量比为1∶0.01、苯甲醇与DMF的体积比为1∶10、 pH=8、反应温度为0℃、停留时间为10min时,苯甲醛的收率可达95.1%。     

Solvent-free oxidation of benzyl alcohol with oxygen using zeolite-supported Au and Au–Pd catalysts

The oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde has been investigated in the absence of solvent using zeolite-supported Au and Au–Pd catalysts. Three zeolites were investigated, ZSM-5, zeolite β and zeolite Y, and these were contrasted with the titanoslicalite TS-1 and TiO₂ as supports. For the Au catalysts the best results are obtained with zeolite β as the support and the conversions were comparable or better than those observed with TiO₂ in terms of turn over frequencies. However, the selectivities observed with the acidic zeolites were lower than the non-acidic TS-1 and TiO₂. This is due to the subsequent reaction of benzaldehyde via acid catalysed reactions to give benzyl benzoate and its dibenzyl acetal, and, in some cases dibenzylether. Initial catalysts were evaluated with a gold loading of 2 wt% and increasing this to 4 wt% showed the expected increase in activity, indicating that there is scope to improve the performance of these catalysts. The most active catalysts were prepared by impregnation and catalysts prepared by deposition precipitation were considerably less active. Introduction of Pd into the catalyst improved the activity without significantly affecting the selectivity.     

非均相湿式催化氧化中H_2O_2的分解

为了考察催化湿式氧化中H2O2分解的影响因素,以CuO/γ-Al2O3为催化剂,模拟苯酚废水为对象,实验研究了该体系中H2O2分解的动力学规律,系统考察了H2O2加入量、催化剂加入量、溶液pH和温度对H2O2分解的影响.研究结果表明,这4个因素对H2O2的分解均有较大影响,在实际过程中应加以控制,以达到最佳效果.     

氮杂碳包铁负载钯催化苯甲醇无溶剂氧化

以氮杂碳包铁(Fe@NC)为载体、聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂,通过液相还原H_2PdCl_4和后续焙烧法制备新型的磁可分离Pd/Fe@NC催化剂,并进行AAS、TEM、XRD和XPS表征,将制备的催化剂用于苯甲醇无溶剂需氧氧化反应,考察焙烧温度、反应温度、催化剂用量和碱性助剂对其催化性能的影响,研究催化剂的循环使用性能。结果表明,Pd负载质量分数为4.86%,Pd有效负载比例为97.2%;Pd颗粒在载体上分散均匀,平均粒径为5 nm;催化剂活性物种组成包括Pd~0和含量较低的络合Pd(Ⅱ)及PdO。在无溶剂、无碱性助剂、O_2分压101.325 kPa(O_2流量为20 m L·min~(-1))和低催化剂用量[n(Pd)∶n(苯甲醇)=1∶2 000]条件下,Pd/Fe@NC可高效催化苯甲醇的氧化反应,100℃反应24 h,苯甲醇转化率达86%,苯甲醛选择性为87%,反应过程中无任何有毒物质产生与排放。催化剂循环使用7次后,催化活性略有提高,催化过程中络合的Pd(Ⅱ)向Pd0的转化是其活性提高的主要原因。     

Aerobic oxidation of benzyl alcohol in a slug flow microreactor: Influence of liquid film wetting on mass transfer

Homogeneous Co/Mn/Br catalyzed aerobic oxidation of benzyl alcohol in acetic acid to benzaldehyde was performed in polytetrafluoroethylene microreactors operated under slug flow at temperatures up to 150°C and pressures up to 5 bar. Depending on the bubble velocity and length, a wetted or dewetted slug flow was observed, characterized typically by a complete or partially wetting liquid film around the bubble body. The latter flow suffered from a limited interfacial area for mass transfer. Experiments at temperatures up to ca. 90°C were under kinetic control given no product yield difference under wetted and dewetted slug flows and were used to establish a simplified kinetic expression (first order in benzyl alcohol and zero order in oxygen). This allows to develop a mass transfer model combined with an instantaneous reaction regime that well described the experimental results at higher temperatures where mass transfer was limiting in the dewetted slug flow.     

苯甲醇制造方法

阐述了苯甲醇的各种制造方法和国内外发展趋势，指出甲苯氧化制苯甲酸时，副产10%～15%(wt)苯甲醇，分离精制，是一种有重大工业潜力的方法。还提到了“绿色化学”合成路线，指出了各种路线的优缺点。     

Au-Pd/ZrO2可见光下催化苯甲醇氧化反应条件探索

利用硼氢化钠还原法制备出Au-Pd/ZrO₂负载型双金属纳米催化剂,采用XRD、UV-vis DRS、TEM等手段对催化剂的结构、吸光能力、粒度、形貌等性能进行表征。结果显示,金、钯成功负载于二氧化锆上,且金、钯以球形颗粒均匀分散。可见光照射下,研究了Au-Pd/ZrO₂双金属纳米催化剂对苯甲醇氧化生产苯甲醛反应的适宜条件。实验结果显示,可见光照射下,反应时间为12 h、反应温度为（35±3） ℃、5.0 mL异丙醇为溶剂、50 mg Au-Pd（2:1）/ZrO₂为催化剂、1.0 mmol氢氧化钾为碱源的条件下,苯甲醇氧化生产苯甲醛产率最佳。     

对氯苯甲醇绿色催化氧化合成对氯苯甲醛

介绍了一种重要精细化工中间体对氯苯甲醛的绿色合成方法。以对氯苯甲醇为原料,过氧化氢作氧化剂,铜盐作催化剂,通过催化氧化合成对氯苯甲醛。分别考察了铜盐种类及用量、过氧化氢用量及滴加时长和反应温度对收率的影响。得到最佳反应条件为：乙酸铜作催化剂,投料摩尔比n(乙酸铜)∶n(对氯苯甲醇)∶n(过氧化氢) = 1∶100∶300,水作溶剂,96 ℃反应2 h后,转化率为93.1%,生成对氯苯甲醛的选择性为97.7%,最终收率高达91.0%。将含催化剂水相进行循环利用,发现循环5次后,对氯苯甲醛的收率仍可达85%以上。该方法氧化剂绿色环保,催化剂及溶剂可多次循环利用,且不产生废酸,适用于工业生产。     

Pd/NaY催化苯甲醇无溶剂选择性氧化反应

采用离子交换法将[Pd(NH₃)₄]²⁺交换到NaY分子筛中,经焙烧和氢气还原制备金属钯粒径可调变的Pd/NaY催化剂。在(120~500) ℃改变焙烧温度,可以获得金属钯粒径(1.3~11.9) nm的Pd/NaY催化剂。Pd/NaY催化剂能够催化苯甲醇的无溶剂选择性氧化反应,对含不同钯粒径的Pd/NaY催化剂上醇选择性氧化研究发现,在1.6%Pd/NaY催化剂用量0.1 g、反应温度100 ℃、苯甲醇用量48.5 mmol和O₂流速3 mL·min^-1条件下,苯甲醇转化的真实转化频率随粒径变化在3.2 nm处呈最大值,该反应为结构敏感反应。     

聚合物微球固载的N-羟基邻苯二甲酰亚胺在分子氧氧化苯甲醇反应过程中的催化特性

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)的交联共聚微球GMA/MMA为基质,经过几步大分子反应在微球表面合成与固载了N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI),形成固载有NHPI的聚合物微球GMA/MMA-NHPI。将GMA/MMA-NHPI与Co(OAc)₂组成共催化体系,用于分子氧氧化苯甲醇的反应过程。研究结果表明,GMA/MMA-NHPI与Co(OAc)₂所构成的共催化体系在温和条件(65℃和常压氧气)下可有效地实现苯甲醇的分子氧氧化过程,将其深度氧化为苯甲酸,显示出较好的催化活性和高的选择性(苯甲酸的选择性为96%)。主催化剂GMA/MMA-NHPI固载的NHPI与助催化剂Co(OAc)₂适宜的摩尔比为20:1;主催化剂所含NHPI的摩尔分数为底物的10%时催化剂的用量比较适宜。固体催化剂GMA/MMA-NHPI还具有良好的再循环使用性能。