臭氧催化氧化技术在废水处理中的研究进展

介绍了催化臭氧氧化的主要类别,分别叙述了均相和非均相臭氧催化氧化技术在降解废水中的应用及作用机理。分析了溶液pH值,臭氧投加量、投加方式、反应器,催化剂,反应温度等因素对臭氧催化氧化体系的影响。针对催化剂在催化臭氧氧化处理废水中存在的问题,对催化剂的制备指出改进的建议。根据不同的工业废水制备专项催化剂,并且与高效反应器结合是未来非均相催化臭氧化技术的发展方向。     

臭氧催化氧化技术在废水处理中的研究进展

介绍了催化臭氧氧化的主要类别,分别叙述了均相和非均相臭氧催化氧化技术在降解废水中的应用及作用机理。分析了溶液pH值,臭氧投加量、投加方式、反应器,催化剂,反应温度等因素对臭氧催化氧化体系的影响。针对催化剂在催化臭氧氧化处理废水中存在的问题,对催化剂的制备指出改进的建议。根据不同的工业废水制备专项催化剂,并且与高效反应器结合是未来非均相催化臭氧化技术的发展方向。     

微管内环己烷氧化反应研究进展

介绍了微管反应器和微管内环己烷氧化反应的特点;详述了微管内环己烷无催化氧化的反应工艺、微管内气液流动情况、反应机理以及微管内壁负载催化剂的环己烷催化氧化反应工艺;指出无催化及内壁涂覆催化剂的微管内环己烷氧化反应在改善反应的安全性、强化气液传质效果和提高催化性能等方面具有较大优势,微管内壁负载纳米金催化剂的反应器形式在环己烷氧化反应中前景看好。     

活性炭在催化氧化三氟二氯乙烷制备三氟乙酰氯中的应用

在连续流动固定床反应器上，以氧气为氧源，活性炭作为催化剂用于催化氧化三氟二氯乙烷（HCFC-123）制备三氟乙酰氯（TFAC）的反应中。考察了活性炭在反应中的催化性能，结果表明，在活性炭催化剂上，HCFC-123有较好的转化率和选择性，TFAC产率可达到71%以上。     

石油化工中液相氧化技术的研究进展

阐述了液相氧化在不同氧化工艺中的反应特征，介绍了工艺开发过程中新型催化剂及氧化反应器的研究情况。结合近几十年来液相催化氧化的研究成果，展望了氧化工艺的发展趋势。     

氮氧自由基催化醇选择性氧化反应的研究进展

醇选择性氧化成醛或酮的反应是有机合成中一个重要的研究领域,氮氧自由基(NO·)具有强氧化性,在加快产物醛或酮转化的同时,能有效地防止酸生成,是当前研究较多的醇催化氧化反应活性中心之一。主要介绍了含NO·结构催化剂体系催化醇选择氧化反应的研究进展,对含氮氧自由基结构化合物组成的均相及多相催化剂体系进行了归类总结,分析了催化醇氧化反应的方法及工艺条件方法的优缺点及反应机理,并展望了今后的研究发展方向。     

环己烷液相非催化/催化氧化反应动力学特性比较

分别以不同氧浓度气体及纯氧作为氧源,利用鼓泡塔反应器在1.1 MPa、不同温度、不同气体流量条件下比较了环己烷液相非催化氧化和催化氧化反应特性。通过比较分析,讨论了环己烷液相氧化的链式反应机理。理论分析和实验数据表明,环己烷液相催化氧化反应诱导期短,其表观速率与环己烷浓度和氧气浓度都为一级;而非催化氧化反应诱导期长,是由烃直接氧化引发过程控制,只有当过氧化氢积累到一定浓度以后,过氧化物分解产生自由基速率变得显著,反应才表现出自催化反应特征。而在催化剂存在的情况下,环己基过氧化氢分解非常迅速,环己基过氧化氢浓度在整个反应过程中稳定在一个很低的水平,反应由氧化生成酮的链传递反应过程控制。     

连续微反应加氢技术在有机合成中的研究进展

加氢反应是有机合成中很常见的一种反应类型,采用常规的间歇加氢釜具有反应效率低、操作烦琐和安全性差等问题。而连续加氢微反应器进行非均相催化加氢反应能提供更高的传质性能,催化剂的回收利用与产物的纯化也更为方便,能极大地提高生产效率,减少贵金属催化剂的损失。因为这些优点,连续微反应加氢技术得到了越来越多的关注。本文阐述了连续微反应加氢技术中常用的微反应器与固体金属催化剂类型,以及不同官能团非均相高效催化加氢的研究进展,在此基础,对该技术在精细化工领域的应用进行了展望。连续微反应加氢技术使得加氢过程可以在更安全、更高效、更环保的条件下完成,具有很高的工业应用价值,是未来化学化工领域重点发展的方向之一。     

微通道反应器中精细化学品合成危险工艺研究进展

卤化、氧化、重氮化、硝化以及催化加氢是精细化工生产中的重要反应,通常以间歇方式在釜式反应器中进行,存在安全隐患,并且反应效率低。微通道反应器技术的发展为解决上述问题提供了有效途径,因此,发展基于微通道反应器的安全高效合成工艺成为当前精细化工领域的研究热点之一。该文综述了近年来微通道反应器中涉及精细化工产品合成危险工艺的研究进展,并指出了微通道反应器存在的不足和今后研究的方向。     

用微反应器实现可见光驱动的不对称氧化连续化反应

将可见光催化、不对称合成、分子氧氧化和连续化集成,创新性地用玻璃微通道反应器实现可见光活化分子氧氧化的β-酮酸酯类化合物的不对称α-羟基化反应的连续工艺。用金鸡纳碱衍生的相转移有机催化剂在气-液-液多相体系内实现可见光催化,分子氧不对称氧化连续反应。在心形微通道反应器内,1-茚酮-2-甲酸金刚酯底物完全氧化为(S)-2-羟基-1-茚酮-2-甲酸金刚酯,产物收率95%,对映选择性87.0%。与间歇反应相比,采用微反应器的连续反应在保持产物高立体选择性基础上将30 min反应停留时间缩短至1.08 min。该方法具有快速、低能耗、连续、高效等优势,具有良好的工业化前景。     

醇类选择性催化氧化的研究进展

醇类选择性氧化制备相应羰基（醛或酮）化合物是有机合成中的重要反应。综述醇类选择性催化氧化的研究现状,主要有液均相氧化、液多相氧化和水/有机两相催化氧化,对所用催化剂发展状况和反应机理分别进行阐述。均相催化氧化催化剂难于从反应体系分离,造成成本过高,而且污染环境。大部分多相催化剂来自均相催化剂的负载,活性中心分布不均匀,结构不明确,存在活性组分易从载体上脱落和流失的现象,导致催化剂活性下降。以水作溶剂,不仅清洁无污染,且产物和催化剂容易分离,催化剂可以循环使用,从经济和环保角度值得大力推广,但该体系价格昂贵,反应条件不够温和,还需进一步改进。因此,多相催化氧化和水/有机两相催化氧化相对于均相催化剂有更广阔的发展和应用空间,是今后的研究方向。     

环己烷绿色氧化合成环己醇/环己酮(KA油)催化剂及机理研究进展

环己烷绿色氧化合成环己醇/酮(KA油)一直是饱和C—H氧化领域的研究热点。本文综述了近十年来过氧化氢环己烷氧化和分子氧液相环己烷氧化的催化研究情况,指出过氧化氢环己烷氧化反应虽然条件温和、环己烷转化率和KA油选择性高,但活性较高的反应体系一般为包含昂贵配合物、酸、溶剂和氧化剂的复杂均相体系,不利于产物和催化剂分离,同时过氧化氢利用率较低,氧化剂成本高。液相分子氧环己烷氧化采用多相催化剂,操作简单,其中金和纳米氧化物有望成为潜在的工业催化剂。对环己烷氧化机理成果进行分析,指出除了金属卟啉的氧异裂非自由基机理,环己烷氧化按自由基机理进行,为自催化反应,但催化剂可促进活性自由基产生,活化C—H键,提高反应速率。最后指出开发有潜力的环己烷氧化多相催化剂和探索反应机理是今后的研究方向。     

甲烷液相部分氧化制甲醇中溶剂介质的研究进展

甲烷液相转化具有反应条件温和、能耗低、投资少等优点,研究甲烷液相部分氧化制甲醇对实现天然气的直接转化和利用具有极为重要的战略意义。本文介绍了甲烷液相部分氧化制甲醇反应中有关反应溶剂介质的研究进展,详细叙述了各种酸性介质、水以及乙腈溶剂在甲烷部分氧化制甲醇中的应用,总结了不同溶剂介质下的反应机理、催化剂、溶剂浓度等对甲烷转化的影响,探讨了溶剂在甲烷液相部分氧化中的作用,指出依据溶剂介质的性质和作用,开发环境友好、反应条件温和、转化效率高的优良新型溶剂是甲烷液相部分氧化制甲醇的重要研究方向。     

对二甲苯二次氧化过程中液相反应的研究

通过半连续实验考察了对二甲苯(PX)二次氧化过程中的液相氧化,并对该过程进行了模拟计算。设计和进行了包含PX液相氧化、中断反应以及降温二次液相氧化三个阶段的实验;通过动力学实验测定和数据回归确定了基于芳烃氧化自由基链式反应机理的PX液相氧化动力学模型的参数;采用建立的PX液相氧化机理模型对PX分段氧化过程进行了预测。结果表明,对中断反应后的降温二次液相氧化间歇过程,采用第一阶段末期自由基浓度做初值时模型预测值与实验值符合良好;而假设自由基初值浓度为零时,PX液相氧化动力学模型对二次氧化的液相反应预测效果较差,其原因可能是中断降温后的氧化母液中存在过氧基团会使二次液相氧化反应极快地被再引发启动。     

烃类晶格氧选择性氧化催化剂研究进展

用晶格氧代替气相氧,是烃类选择性氧化一种新工艺,该工艺可以避免烃类的深度氧化,提高选择性,不受爆炸极限的限制,可以提高生产能力,降低成本。本文介绍了晶格氧氧化的反应机理,综述了不同烃类选择性氧化中的晶格氧催化剂的制备及应用现状,提出未来烃类选择性氧化的晶格氧催化剂的主要发展方向。     

5-羟甲基糠醛无碱有氧氧化合成2,5-呋喃二甲酸负载型贵金属催化剂的研究进展

将生物质平台分子5-羟甲基糠醛（5-hydroxymethylfurfural,HMF）高效、绿色地催化转化为更高附加值的2,5-呋喃二甲酸（2,5-furandicarboxylic acid,FDCA）已经成为目前生物质能源转化领域的研究热点。碱性载体负载贵金属催化剂用于HMF无碱氧化为FDCA已经得到广泛研究,并取得了一系列成果。本文综述了水滑石、羟基磷灰石、碳材料、金属氧化物等不同载体负载的贵金属催化剂用于HMF无碱氧化为FDCA的最新进展,详细介绍了各类催化剂的结构性质、催化反应参数及催化活性,重点讨论了催化剂与催化反应的构效关系及催化反应机理等研究工作。最后,指出了今后在HMF转化为FDCA的研究工作中负载型贵金属催化剂的设计开发及机理探究等方面的努力方向。     

合成间甲基苯甲酸的微通道连续流工艺

目前,对合成间甲基苯甲酸的研究主要局限于氧化釜的间歇反应工艺,对连续流反应工艺少有报道。针对这一问题,本文提出了在脉冲混合结构微通道反应器中液相氧化合成间甲基苯甲酸的连续流工艺。采用间二甲苯为原料,过氧乙酸为氧化剂,乙酸钴和溴化钠为催化剂,通过对反应物料比、催化剂的用量、反应停留时间、反应温度、溶剂用量等条件的考察,获得最佳工艺条件。得出当n（间二甲苯）∶n（过氧乙酸）∶n（乙酸钴）∶n（溴化钠）∶n（乙酸）=1∶4∶0.015∶0.02∶5、反应温度120℃、反应停留时间15min时,反应效果最佳。研究结果表明：此工艺充分利用微通道连续流反应器优良的传质传热特点,大大缩短了反应时间,提高了反应速率,扩大工艺条件选择区间,增加了安全系数,实现对氧化反应过程的有效控制。     

Catalytic oxidation of alcohols using molecular oxygen mediated by poly(ethylene glycol)-supported nitroxyl radicals

The selective catalytic oxidation of alcohols over a mixture of copper(I) chloride and a number of linear ‘linker-less’ or ‘branched’ poly(ethylene glycol)-supported nitroxyl radicals of the 2,2,6,6-tetramethyl-piperidine-1-oxyl (TEMPO) family as a catalyst system has been investigated in the presence of molecular oxygen in a batch reactor. It is found that the activity profile of the polymer-supported nitroxyl radicals is in good agreement with that of low-molecular weight nitroxyl catalysts, for example, allylic and benzylic alcohols are oxidised faster than aliphatic alcohols. The oxidations can be tuned to be highly selective such that aldehydes are the only oxidation products observed in the oxidation of primary alcohols and the oxidations of secondary alcohols yield the corresponding ketones. A strong structural effect of the polymeric nitroxyl species on catalytic activity that is dependent upon their spatial orientation of the nitroxyl radicals is particularly noted. The new soluble macromolecular catalysts can be recovered readily from the reaction mixture by solvent precipitation and filtration. In addition, the recycled catalysts demonstrate a similar selectivity with only a small decrease in activity compared to the fresh catalyst even after five repetitive cycles.     

炭质材料在活化过硫酸盐高级氧化技术中的应用进展

在应用过硫酸盐高级氧化技术降解有机污染物的过程中,开发经济、高效、安全的新型活化技术至关重要并成为目前的研究热点。近年来,炭质材料凭借其自身独特的优势及发展前景迅速受到广泛的关注,有望成为应用于高级氧化技术的新一代绿色催化剂。本文综述了近几年来国内外关于各种炭质材料在活化过硫酸盐氧化技术中的研究应用进展,包括活性炭活化、不同类型的生物炭活化、表面化学改性炭材料活化、杂原子改性炭材料活化、炭材料负载金属及金属氧化物活化以及炭材料与其他技术耦合活化过硫酸盐降解有机污染物的研究现状,并探讨了该技术在应用过程中的运行成本问题,最后提出了该技术目前面临的问题及未来发展方向,期望为促进炭质材料活化过硫酸盐高级氧化技术的进一步推广和应用提供参考。     

Oxidation of mono- and polyalcohols with gold: Comparison of carbon and ceria supported catalysts

Aim of this work is the investigation of the gold catalysed liquid-phase oxidation of polyalcohols with both, primary and secondary alcohol groups, in order to evaluate the potential of gold catalysts to oxidise a secondary alcohol group in presence of a primary group. For that purpose we investigated the heterogeneously catalysed liquid-phase oxidations of n-propanol, as reference for the oxidation of the primary alcohol group only, of propylene glycol, where the competitive reaction can be examined and finally of glycerol, which is the target reaction due to known economic aspects. We report on the performance of ceria supported gold catalysts in these reactions and discuss the results in dependency of the specific surface area of the support, the catalyst and support preparation method and the catalyst activation conditions. Finally, in order to estimate the relative activity and selectivity of the ceria supported catalysts we compared the catalytic results with the performance of carbon and titania supported gold catalysts.