磷钼钒杂多酸催化苯制苯酚的研究.pdf

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1、第2l卷第1期化学研究中国科技核心期刊2010年1月CHEMICALRESEARCHhxyj@henu．edu．cn磷钼钒杂多酸催化苯制苯酚的研究郭泉辉，况胜利，李娟，赵宁博(河南大学化学化工学院，河南开封475004)摘要：将磷钼钒杂多酸应用于以过氧化氢作氧化剂，冰醋酸作溶剂的苯一步氧化制苯酚反应中，分别考察了杂多酸、过氧化氢和冰醋酸的用量，以及反应温度和反应时间等因素对苯制苯酚反应的影响，并通过单因素实验方法确定了较为适宜的工艺条件．关键词：杂多酸；催化；苯；苯酚；制备中图分类号：0625文献标识码：A文章编号：1008—1

2、011(2O10)01—0045—03PreparationofPhenolfromBenzeneCatalyzedbyVanadiumPhosphomolybdateHeteropolyAcidGU0Quan—hui，KUANGSheng—li，LIJuan，ZHA0Ning_b。tCollegeofChemistryandChemicalEngineeringHenanUniversity．Kaifeng475004．Henan．China)Abstract：Dawsontypevanadiumphosphomolybdat

3、eheteropolyacidwasusedasacatalysttopreparephenolviaonestepdirectoxidationofbenzeneinthepresenceofhydrogenperoxideasoxidantandglacialaceticacidassolvent．Theeffectsoftheamountofheteropolyacid，hydro—genperoxideandaceticacid，andofreactiontemperatureandtimeontheoxidationr

4、eactionofbenzeneyieldingphenolwereinvestigated．Anddesiredtechnologicalconditionsfortheoxida—tionreactionweredeterminedbyusingsingle—factorexperimentalmethod．Keywords：heteropoly-acids；catalysis；benzene；phenol；preparation苯酚是一种重要的有机化工原料．目前世界上苯酚的生产方法主要是异丙苯法．该法具有产品纯度高，原料消

5、耗低等优点．但由于在生产过程中苯酚的收率低且副产大量的丙酮．因此，开发工艺简单、苯酚收率高、对环境污染小的苯一步直接氧化制取苯酚新工艺引起了人们的关注．目前苯一步制苯酚反应中常用的氧化剂主要有过氧化氢l1]、一氧化二氮和氧气。等．其中过氧化氢作为氧化剂的苯一步制苯酚方法，具有反应原子经济高、唯一副产物是水等突出优点，被认为是最有希望取代异丙苯法生产苯酚的新工艺．目前，该方法的研究主要集中在寻找高效、稳定的催化剂上，其中含钒催化剂(主要是钒取代的杂多酸)是研究的热点催化剂之一．Nomiya等0l研制了钒取代的多聚钨酸盐(HPA)系

6、列催化剂．结果显示，苯转化率最高可达12，选择性接近i00．此外，Nomiya等[1还合成了钒取代的多氧钼酸盐催化剂，考察了它们对于苯制苯酚反应的催化活性．本实验按文献[12]制备了具有Dawson结构的H。PMoV。O杂多酸，并将其应用于冰醋酸为溶剂、过氧化氢为氧化剂的苯一步法制苯酚的反应中，分别考察了冰醋酸、过氧化氢用量、催化剂用量以及反应时间和反应温度等因素对反应的影响．收稿日期：2009—09—06．基金项目：河南大学科技攻关项目(2008XBG9002)．作者简介：郭泉辉(1972一)，男，副教授，研究方向为工业催化4

7、6化学研究1实验部分将H。PzMosV。O。z杂多酸置于三颈烧瓶中，磁力搅拌条件下，依次加入4mL苯(AR，洛阳吴华化学试剂有限公司)、冰醋酸(AR，天津市富宇精细化工有限公司)后，再逐滴滴加3O％过氧化氢(AR，洛阳市化学试剂厂)．在一定温度下反应一段时间后，取样分析．实验采用高效液相色谱(HPLC)法结合外标法定量分析反应体系的组份．色谱仪为美国Agilent公司生产的Agilentl100高效液相色谱仪，色谱柱为SB—C18柱(2．1×150mm)．2结果和讨论2．1杂多酸用量的影响图1是杂多酸用量对苯转化率和苯酚收率的影

8、响．由图1可见，反应中随杂多酸用量的增加，苯转化率逐渐下降，而苯酚收率却逐渐增加．但当杂多酸用量增加到0．10mmol以后，苯酚收率增加不明显．这与Zhang[133等的实验结果一致．综合考虑，在实验条件下杂多酸催化剂较适宜用量为0．10mmo1．2．2过氧化氢