臭氧与硝酸联用氧化邻硝基对甲砜基甲苯的研究开题报告

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1、开题报告臭氧与硝酸联用氧化邻硝基对甲砜基甲苯的研究一、选题的背景、意义臭氧作为氧化剂、催化剂和精制剂而应用于化工、石油、造纸、纺织和制药、香料工业。臭氧的强氧化能力很容易打断烯烃、炔烃类有机物的碳链结合键，使其部分氧化后组合成新的化合物[1]。近年来，国内外在臭氧氧化法及联用技术的应用研究方面取得了可喜的进展。臭氧氧化法与常规水处理方法比较具有显著的特点，如对于生物难降解物质处理效果好、降解速度快、占地面积小、自动化程度高、无二次污染、浮渣和污泥产生量较少，同时具有杀菌、脱色、防垢等作用[2]。臭氧氧化法的应用十分广泛，它在杀

2、菌、消毒、脱色、除臭、氧化难降解有机物与改善絮凝效果等方面有明显的优势。由于臭氧不残留或产生二次污染物，所以在食品、制药、供水等行业已得到广泛应用[3]。目前国内外在臭氧氧化及联用技术的研究与应用中有两种趋势，一种是基于臭氧的高级氧化过程，与其它方法联用将臭氧催化转化为氧化性更强的而反应选择性较低的羟基自由基，如臭氧的超声空化、紫外辐射与过氧化氢的联合作用等；另一种是采用固体颗粒如二氧化钛、活性炭、金属氧化物为催化剂来加强臭氧氧化，这些方法不另需氧化剂或能源。由于联用技术的协同作用，往往比单独使用臭氧氧化效果更好[3]。臭氧氧

3、化法处理废水的研究与应用在国内外还处于起步阶段，目前各项技术及配套工艺还不够完善，作用机理尚待深入研究。二、相关研究的最新成果及动态2.1．研究进展[4]2-硝基-4-甲砜基苯甲酸、2-硝基-4磺酸基苯甲酸、邻氯对甲砜基苯甲酸等是一类重要的有机中间体。制备这类含多个吸电子基的苯甲酸常用的方法是使用强氧化剂，但氧化较困难，转化率较低。硝酸是一种常用的氧化剂，常用的工艺是在通空气条件下由硝酸将吸电子基苯环侧链氧化制得产品。为了便于精制氧化产物，要求被氧化原料单程完全转化，氧化不足的中间产物尽可能地少，需要使用大量的空气。但空气促进

4、的氧化转化率还是不高，得率在75％左右，并且，在使用大量空气的过程中，氮气将氧化过程中产生的一氧化氮稀释后作为尾气释放，给尾气处理带来一定的难度，而清洁生产工艺要求含氮物排放为零。臭氧-硝酸联用氧化含吸电子基苯环侧链的方法中，臭氧为促进氧化剂，进气量少；由于反应中不使用空气，不存在氮气对一氧化氮的稀释作用，含氮物排放气体处理工程可以简化；另一方面，臭氧将一氧化氮氧化，转化为五价氮，能再被利用，使硝酸用量下降，因此一氧化氮的排放量大大下降。这种臭氧一硝酸联用氧化含吸电子基苯环侧链的方法对环境友好，并能使所得的氧化产物的得率提高5

5、-8个百分点，产品直接从酸液中抽滤得到，经液相色谱分析，纯度可达到94-95％。YunzhengPi[5]提出了臭氧催化氧化技术术应加强对高效催化剂、新型反应器的研制及催化过程中反应机理、影响因素的研究等。在催化氧化过程中结果显示，随着停留时间以及初始臭氧浓度的增加，呈增加趋势；羟基氧化铁催化臭氧分解时，臭氧分解速率随着停留时间以及初始臭氧浓度的增加而增加。[7]2.2．合成方法[8]2.2.1化学氧化法化学氧化法的主要优点是反应条件比较温和，容易控制，操作简便，设备要求不高，其主要缺点是化学氧化剂价格较贵，三废处理量

6、大。可用于合成2-硝基对甲砜基苯甲酸的化学氧化法主要有以下几种方法。2.2.2重铬酸钠氧化法该方法主要用于将芳环侧链的甲基氧化成羧基，通常在各种浓度的硫酸中使用。可采用高锰酸钾或硫酸锰作为催化剂，提高重铬酸钠氧化法的产率。2.2.3高锰酸钾氧化法高锰酸钾是一种常用的氧化甲基成酸的氧化剂，在酸性、中性、碱性条件下均具有氧化作用，尤其是在酸性条件下氧化能力最强，但在酸性条件下其自身分解速度很高，很难达到较好的氧化效果，因此在生产中一般采用中性条件下进行，氧化能力适中，既可有效控制其自身的分解，又可达到较高的氧化性能。2.2.4次氯

7、酸钠氧化法次氯酸钠是一种氧化性较弱的氧化剂，要在催化剂存在下进行氧化反应，尤是在相转移催化剂存在下。一般采用四丁基溴化铵-氯化钌做催化剂，反应条件温和，氧化能力可调节，催化剂和有机溶剂可回收再用，收率较高。该方法使用昂贵的钌盐，成本较高。2.2.5硝酸氧化法硝酸是一种常用的氧化剂，优点是价廉，对于某些氧化反应选择性好、收率高、工艺简单。为了便于精制氧化产物，要求被氧化原料基本上单程完全转化，而且氧化不足的中间产物也尽可能地少。这就要求使用大过量的空气，并使用高活性的五氧化二矾做主催化剂，至于助催化剂则是多种多样的。2.2.6　

8、其它氧化剂甲基氧化也有采用氧化硒的报导，常用乙酸、乙酸酐、乙醇、水、二氧六环、苯等作溶剂，使用有机溶剂时，微量水的存在往往加速反应的进行。因此，真正的氧化剂可能是亚硒酸，其氧化选择性强，收率高，主要用于氧化活化的甲基、亚甲基成为羰基。但氧化硒价格太高，无法真正应用于工业生产中