探索磷钨、钼酸季铵盐催化双氧水环氧化环己烯合成环氧环己烷的研究

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1、授予单位代码:10459学号或申请号:05311893级:郑州大学硕士学位论文论文题目:磷钨、铝酸季馁盐催化双氧水环氧化环己烯合成环氧环己烷的研究作者姓名:孙可可学科门类:工学专业名称:化学工艺导师姓名、职称:章亚东教授2008年5月15日DissertationforMasterDegreeofEngineeringZhengzhouUniversityStudyonSynthesisofCyelohexenefromH202andcyclohexenewithHeteroPolyPhosPhatotungstateorHeteroPolyPhosPhatom

2、olybdateasCatalystCandidate:SunKe一keMajor:ChemicalTeehnologySuPervisor:ProfessorZhangya一dongCollegeofChemicalEngineeringandTechnologyZhengzhouUniversityP.R.ChinaMay，2008/郑州大学硕士学位论文摘要本文采用我省有充足原料供应的双氧水和环己烯为主要原料，开展了双氧水环氧化环己烯合成环氧环己烷的研究。主要工作如下:制备了具有Q3PX4o16[Q=(CH3)2(CnH知+1)(CHZph)N，n=12，1

3、4，16，18;X=W，Mo]结构的磷钨酸、磷铝酸季钱盐催化剂，并用FTIR、元素分析、原子发射光谱(W，Mo含量的测定)进行了表征。将上述催化剂用于催化环己烯合成环氧环己烷反应，以相同摩尔量活性金属为基准，实验结果表明，催化剂的结构相同时，磷钨酸季钱盐催化剂的活性高于磷铝酸季馁盐催化剂。以[(CH3)2(C12H25)(CHZPh)N]3pW4O16为催化剂，探讨了催化剂、助催化剂以及溶剂用量，环己烯和双氧水的摩尔比，反应时间等因素对反应的影响。在正交实验优化的基础上用均匀实验进行了二次优化。用SPsS优化均匀实验结果，得拟合的方程为y二4.197+l.572

4、x3+gs.14x一交一4.5x一勒+o.lo6xlxs一1252.023x22+39.527劫勒一o.oo7x3xs+3.41x42+9.49xlo一sx52，拟合方差扩一0.999，回归方程显著，得出了最优反应条件，即:催化剂用量0.52mmol，助催化剂用量0.099，溶剂用量35mL，环己烯与双氧水摩尔比3.75:l(以0.O23molHZO:计)，反应温度40oC，时间losmin。该条件下，所合成的W系列催化剂催化下，环氧环己烷产率在90.72%一97.74%间，[(CH3万(C，4H29)(CHZph)N]3pW4016为优良的催化剂品种。进行了[

5、(CH3)2(C14H29)(CHZPh)N]3PW40:6催化反应动力学的研究，结果表明该反应为一级，表观，m动~力“学一方程，为、:rJ=一d里c进」=6-.1一32x1_0_3，exD(-匕5全2全2兰Q二5全6_、cJ。dt‘、T探讨了以碱金属无机盐为助催化剂用于反应体系，发现适宜的助催化剂用量能显著提高现催化体系主催化剂的活性，环氧环己烷的收率及选择性。研究了W系列催化剂有效碳原子数对反应结果的影响。对催化剂进行了回收，通过“挤水换相”及“挤油换相”对催化剂进行回收处理。催化剂回收率可达48%。催化剂再次使用时，环氧环己烷的产率仍能达到91.23%。I

6、关键词l杂多酸季钱盐;环己烯;双氧水;环氧环己烷郑州大学硕士学位论文AbstraCtInthiswork，weusedhydrogenPeroxideandeyelohexenewhichwererichinHenanProvineeasthemainrawmaterialstoearrythestudyons邓thesisofeyelohexeneoxidewithhydrogenPeroxideasoxidant.Themainworksandresultsasfollow:AseriesofheteroPolyPhosPhatotungstatesorhe

7、terePolyPhosPhatomolybdateseatalystswithQ3P从0，6[Q=(CH3)2(CnHZn+:)(CHZph)N，n=12，14，16，18;X=W，Mo]strUcturesweresynthesi二zedandtheneharacterizedbyFTIR，atomicemissionsPectrurnandelementalanalysis.TheseeatalystswereusedintheeatalytieePoxidationofeyclohexeneoxidizedbyh州rogenPeroxidetostudy

8、theireatalyt