双氧水液相选择性氧化甲苯制备苯甲醛的研究

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1、南开大学硕士学位论文双氧水液相选择性氧化甲苯制备苯甲醛的研究姓名：刘改霞申请学位级别：硕士专业：化学；物理化学指导教师：刘双喜201105摘要苯甲醛是重要的有机中间体，被广泛应用于医药、香料、染料，食品、农药等行业。随着国民经济的飞速发展，以苯甲醛为原料的相关产业得到不断的开发与拓展，苯甲醛的需求量也越来越大，其市场发展前景可观。苯甲醛生产还是传统的工艺方法——甲苯氯化水解法，但是这种方法对设备的腐蚀严重，产物纯度低，对环境的污染较大。在苯甲醛生产新工艺的开发方面，国内外都做了大量的研究工作。用V-Zr

2、-O，V-Ag-O／Zr02，CoTPP，MnTPP等作催化剂，氧气为氧化剂在气相条件下氧化甲苯制备苯甲醛。但该法需要较高的温度，对设备的要求较高，投资成本大，转化率较低。且甲苯很容易过度氧化为苯甲酸，以及C02，CO。甲苯液相氧化法大多使用有机溶剂，对环境危害较大。本文以双氧水为氧化剂，水作溶剂，双氧水是清洁，高效氧化剂，产物只有水，不会对环境造成危害。本文以HZSM．5为载体负载Mo，W，V，Zr等金属作催化剂，在液相条件下，直接氧化甲苯制备苯甲醛。分别对金属的负载量，催化剂的用量，氧化剂的用量，反

3、应时间，反应温度等因素进行考察，并用XRD，TPD，BET进行表征，研究结果表明：(1)当Mo的投料量为4％，催化剂表现出较高的活性，甲苯的转化率为19％，苯甲醛的选择性为43％。(2)在回流条件下，当W的投料量为4％，甲苯的转化率为23％，苯甲醛的选择性为39％。(3)用浸渍的方法制备了Zr负载的ZSM．5催化剂，在相同的条件下，甲苯的转化率为32％，催化剂的活性最高。根据文献报道，ZSM．5是很重要的固体酸催化剂，在化工产业中具有很重要的应用，由于其孔径较小，使其应用受到限制，本文用0．2MNaOH

4、在650C水浴中处理ZSM．52h，制备介孔．微孔共存的分子筛，然后负载金属Zr，催化氧化甲苯制备苯甲醛，结果显示，催化剂的活性较高，甲苯的转化率高达41％，苯甲醛的选择性为31％。关键词：甲苯，苯甲醛，催化剂，选择性氧化AbstractBenzaldehydeisa11importantrawmaterialinperfumery,pharmaceutical，dyestuffandagrochemicalsindustries．Itistraditionallyproducedbyhydrolysi

5、sofbenzalchloride．However,theproduct，containingthechlorineimpurities，doesnotmeettheapplicationinperfumeryandpharmaceuticalindustries．Inrecentyears，someresearchershave们edselectiveaerobieoxidationoftoluenetobenzaldehydecamlyzedbythetransitionmetaloxidesand

6、metalloporphyrin．V—Zr-O，V-Ag—O／Zr02，Cobalttetraphenylporphyrin,andmanganesetetraphenylporphyrin,havebeenstudiedfortheselectiveoxidationoftoluenetobenzaldehydeinthevaporphasebyusingthemolecularoxygengenerallycarriedathighpressure(0．5-2．5MPa)astheoxidant．H

7、owever,thegasphaceoxidationoftolueneusuallyneedhightemperatureandhaslowconversionoftoluene．Thereexistslotsofdifficultiesinvaporphaseoxidationoftoluenesuchascontrolofoveroxidationorcombustionthatleadstotheformationofcarboxylicacids，phenolsordecompositiont

8、ocarbonoxides(C02andCO)andtar．Itisenvironmentalandeconomicalforproducingchlorine·—freeBzHviasolvent·-freeorwater-solventoxidationoftoluenebyusingH202asoxidant,whichischeap，mildbeginreagentwithahighcontentof‘active’oxygen,a