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《中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)》 2006年
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苯环羟基化催化剂的研究

高肖汉  
【摘要】: 直接氧化苯合成苯酚具有重要的科学意义和应用前景。世界上90%的苯酚是通过异丙苯法生产,该工艺需要三步反应,副产丙酮,环境污染严重。由于苯环上C-H键的键能大,难活化,而且产物比原料更活泼,易发生深度氧化。因此,直接氧化苯合成苯酚是一个具有挑战性的课题。本论文旨在苯与氧气在液相条件下合成苯酚催化剂的研究和开发。 首先,论文研究了不同金属改性的粘土和FSM-16分子筛催化剂催化苯与过氧化氢合成苯酚反应,结果发现钒氧化物是催化剂中活性最高的活性组分。以钒氧化物负载于粘土为催化剂,苯的转化率达到14.1%,苯酚的选择性为94%。 其次,论文研究了在苯与氧气合成苯酚的反应中,分子氧活化的方式和规律。将催化剂V/Al2O3用氢气或者抗坏血酸进行还原处理,得到的低价态钒氧化物通过“reductive activation”的方式活化氧,来实现苯与氧气合成苯酚的反应。催化剂的表征证明四价的钒氧化物是反应过程的活性物种。 最后,论文开发出了以四价钒为主要成分的纳米钒氧化物催化剂。根据钒氧化物纳米管在合成过程,五价的钒被有机胺还原生成四价的钒这一原理,在不同条件下合成了不同形态的纳米钒氧化物。其中催化剂VO-N-P-A的活性最高,苯的转化率达到3.7%。催化剂的重复使用实验结果表明:催化剂VO-C16-A具有很好的重复性。 另外,论文还研究了不同金属改性的FSM-16分子筛催化剂催化苯酚与过氧化氢合成苯二酚的反应,其中Fe-FSM-16催化剂使苯酚转化率达到27.8%,二酚的总选择性为96.4%(n(邻):n(对)=1:1),其催化性能可以与TS-1分子筛相比。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O643.36

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【引证文献】
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【参考文献】
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