探析非均相催化合成碳酸二苯酯研究-催化剂微波制备与表征

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1、武汉工程大学硕士学位论文非均相催化合成碳酸二苯酯研究－催化剂微波制备与表征姓名：胡勇申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：吴元欣200605摘要jqllJllJllt!llllllllllllIllllnl1Y1994168碳酸二苯酯(DPC)是生产聚碳酸酯(PC)的主要原料。氧化羰基化一步合成DPC不仅简化了工艺操作流程，而且避免了使用剧毒的光气，对环境友好，符合可持续发展战略。以往文献和专利中大部分采用钯化合物的均相催化体系氧化羰基化合成DPC，但均相催化体系中催化剂与反应物系的分离困难，不仅产生大量的废液，而且还会污染产品，而采用非均相催化体系有可能

2、从根本上克服上述问题。基于本课题组非均相催化氧化羰基化合成DPC的前期研究工作，本文对催化剂制备及工艺条件进行了较为系统的研究，进一步提高催化剂活性，为非均相催化氧化合成DPC的工业化生产提供基础实验参考数据。首次将微波技术应用于非均相催化氧化羰基化合成DPC的研究。采用微波烧结法制备了钙钛矿型复合氧化物载体及其相应的Pd负载型非均相催化剂，并与常规制备方法进行了比较。运用X衍射仪，BET比表面仪和扫描电镜对载体及催化剂进行了结构表征。通过间歇反应，考察了反应温度、反应时间、氧气压力、一氧化碳压力、苯酚用量等因素对氧化羰基化合成DPC收率的影响。XRD、SEM

3、及BET的表征结果表明，微波烧结方法和常规方法均能得到钙钛矿晶相的载体，并能成功地将活性组分pd2+负载于钙钛矿型载体上得到负载型催化剂，但不同方法制各的载体和催化剂有着不同的尺寸、形状及催化活性。比较而言，微波烧结法制备的钙钛矿载体，晶相较纯，晶粒相对较小，比表面积较大；微波烧结法制备的催化剂具有较好的活性组分分布以及较高的催化活性。在微波法制备载体及其催化剂的过程中，考察了去离子水用量、微波烧结时间、微波加热介质、微波功率、载体性质、浸渍溶剂种类及其用量、溶液pH值等影响因素对载体及其催化剂的催化活性的影响，结果表明：在较低的pH值条件下，钙钛矿型载体发生

4、溶解，活性武汉工程大学硕士学位论文部位减少，催化活性降低，较高的pH值有利于提高催化活性；微波加热能明显影响升温速率，从而影响烧结制备时间；在较长的微波辐射下，活性离子由于熔入载体晶格而使催化活性降低；催化剂焙烧前使用适当溶剂浸渍可以明显提高催化剂的催化活性，其中以二氯甲烷作溶剂较好。催化剂的最佳制各工艺为：在保持溶液pH=6条件下，Pd／Lao．5Pbo．5Mn03经二氯甲烷溶剂浸渍后，用Fe203作加热介质经微波中等火力烧结12min。此时制备的催化剂在DPC合成实验中具有较高的催化活性和反应选择性，产品收率为6．6％，选择性为88．1％。总之，相对于常规

5、载体和催化剂的制备方法而言，微波烧结法操作简便、材料损耗少、效率高，可以节约大量的时间和能耗，同时制备的载体和催化剂具有较大的比表面积，较均匀的活性组分分布，相对较高的催化活性口关键词：碳酸二苯酯钙钛矿型氧化物微波烧结催化剂表征ⅡABSTRACTABSTRACTDiphenylcarbonate(DPC)ismainlyusedtoproducepolycarbonates(PC)．Asaverypromisingsafertechnology,thedirectoxidativecarbonylationmethodforDPC，whichisfriendl

6、yandsustainabletoenvironment，notonlysimplifestechnicalprocessbutalsoavoidsusingofthetoxicphosgene．Basedontheresultsfromliteratureandpatent，themethodforDPCsynthesisisusingPalladiumcompoundasahomogeneouscatalyst，whichbringssomeproblemssuchasthedifficultiesofseparatingthecatalystfromth

7、eproductsandpurificatingDPCinthefollowingprocedure．Therefore，itisonlyaheterogenerouscatalystthatcanbeusedtosolvetheseproblems．AcatalystsystemsupportedPd，whichusespartialsubstitutionincrystallatticeofPerovskite，havebeenstudiedforthedirectsynthesisofDPC．Thisworkistofocusonfindingabett

8、ertechnicalwaytopre