催化双氧水氧化甲苯合成苯甲醛的研究

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1、分类号：密级：学校代码１１０７８：ＨＨ保日：密期学号保密紙－．．广州大学硕士学位论文颢目：催化双氧水氧化甲苯合成苯甲醛的研究学生类型双证学术学位研究生□双证专业学位研究生□单证专业学位研究生学位申请人：夏欢？．导师姓名及职称：刘自力教授学院（研宄所）：化学化工学院学科专业（领域）：工业催化论文提交二〇一七年六月日期：广州大学学位论文原创性声明，本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师的指导下。除文中己经注明引用的，独立进行研宄工作所取得的成果内容外，本论

2、文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。６学位论文作者签名：日期：＞９年月尸日广州大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解广州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属广州大学。学校有权保留并向国家主管部门或其指定机、查阅和构送交论文的电子版和纸质版，允许学位论文被检索借阅，可以允许采；学校可以公布学位论文的全部或部分内容用影响印、汇编学位论文。

3、、缩印、数字化或其他手段保存（保密论文保密期满后，适用本声明）一本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。本学位论文属于：□保密。，在密后适用本授权书年解０木保密。“”（请在以上相应方框内打ｖ）日期：年＆月０曰学位论文作者签名：导师日期门年月０曰密级：分类号：：保密日期－１１０７８学校代码：学号：２１１１４０５０１７保密期限：广州大学学位论文（终稿）苯催双氧水氧化甲苯合成甲醛的研究夏欢学科专业）：工业催化（领域研品催化合成宄方向：精细化学论２０１７年６月４日

4、指文答辩日期：导教师（签名答）：辩委员会主席（签名＾ｖ答辩委员会委员（签名）：Ｃ（／？＿摘要摘要苯甲醛是一种重要的化工原料，也是一种重要的有机合成中间体，普遍用于香料、塑料合成和染料行业中。传统的合成苯甲醛方法是甲苯卤代水解法，该工艺是通过甲苯甲苯氯代反应、皂化反应，制得苯甲醛。该方法不仅污染环境且苯甲醛的收率低下，产品中含有卤素离子，使其应用受到限制。因此，寻求一种高效、清洁的苯甲醛合成路线具有十分重要的意义。本文通过可控合成，制备一系列对甲苯选择氧化合成苯甲醛具有高活性和高选择性的催化剂，探讨催化剂结构与性能的关系，为甲苯选择氧化合成苯甲醛

5、新技术的开发，提供基础数据与关键技术。本研究通过可控固相合成，制备了MoO3-MoV2O8催化剂和MoO3-Fe2(MoO4)3-MoV2O8催化剂，并引入Fe3O4磁核，制备了MoO3-MoV2O8@Fe3O4磁性催化剂。考虑石墨型氮化碳g-C3N4材料的特殊空间结构和电子分布特性，组装了MoV2O8/g-C3N4催化剂。采用双氧水为氧化剂，甲苯选择性氧化反应为探针反应，对上述催化剂的活性与苯甲醛的选择性进行了评价。采用XPS、SEM、TG-DSC、XRD、TPR等系列现代分析表征方法，对催化剂结构进行了深入分析，并关联催化剂的催化性能，揭示催化剂的构效关

6、系，为选择氧化反应催化剂的设计与组装提供重要的基础数据。研究表明，当钒钼比为1:1时，通过溶胶凝胶法制备的前驱物在550℃下的高温固相反应，制备出MoO3-MoV2O8催化剂。该催化剂在80℃下催化甲苯氧化反应中，当反应8小时，甲苯转化率为36.0%，苯甲醛选择性为53.2%。为了进一步提高催化剂的性能，通过掺杂Co、Cr、Ce、La和Fe对MoO3-MoV2O8催化剂进行了改性研究。研究表明，Co、Cr、Ce、La和Fe对催化剂都有改性作用，其中以Fe对催化剂的改性较大，当原子比V:Mo:Fe=6:7:1时，甲苯转化率为40.3%，苯甲醛选择性为84.5%

7、。XRD分析表明，催化剂中存在Fe2(MoO4)3物相，XPS分析表明，铁的掺入，使得催化剂中钼物种的电子云密度增加，提高了催化剂的活性。为了便于快速回收液相反应中的催化剂粉体，引入了磁性材料Fe3O4，并以I广州大学硕士学位论文此为核，在Fe3O4表面自组装MoO3-MoV2O8催化剂壳层，组装成具有核壳结构的MoO3-MoV2O8@Fe3O4磁性催化剂。研究表明，在Fe3O4表面散乱分布的钒钼复合氧化物，在550℃下可自组装为MoO3-MoV2O8晶相。甲苯在该催化剂上的转化率为36.6%，苯甲醛的选择性为79.8%。反应后，通过附加外部磁场，催化剂可快

8、速聚集回收。基于石墨型氮化碳g-C3N4特殊的空间结