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微乳液法制备超微细包覆型催化剂及其催化苯酚氧化羰基化反应研究

薛伟  
【摘要】:苯酚氧化羰基化反应合成碳酸二苯酯(DPC)直接利用初级化工原料CO、O_2及苯酚,具有工艺简单、原料便宜、无污染等特点,被视为合成DPC最有发展前途的方法。本文系统地研究了影响W/O微乳液体系相平衡的各种因素,利用W/O微乳液为纳米反应器制备了超微细包覆型催化剂,并对其在苯酚氧化羰基化反应中的活性进行了评价,最后对环境友好溶剂在该反应中的应用进行了探讨。 利用拟三元相图,对影响W/O微乳液相区的因素进行了考察。非离子表面活性剂TX-10较阳离子表面活性剂CTAB形成的W/O微乳液区域大;采用TX-10为表面活性剂时,当m(S)/m(CS)等于1:1时,所形成的界面膜具有较高的稳定性,因而具有较大的W/O微乳液区域;随着温度的升高,W/O微乳液区域呈缩小的趋势;水相pH值及助表面活性剂碳链长度的改变对W/O微乳液稳定区域的影响不大;当水相为电解质溶液时,W/O微乳液区域随其浓度的增大而减小。 当微乳液出现渗滤现象时,电导率的极大值随水相电导率的增大而增大,说明渗滤是由微乳液“内相”的连通所导致。在本文研究的微乳液体系中,首次发现当V(S+CS)/V(Oil)为1/1时,虽然微乳液体系的电导率随含水量的增加也出现极大值,但此值与水相的电导率无关。说明在此种情况下,随着水相含量的增加,W/O微乳液液滴数目逐渐增加,但互相之间并不连通,而是发生碰撞后又迅速分开,无法形成导电链,因此不能出现渗滤现象。 通过对TX-10/cyclohexane/n-hexanol/H_2O微乳液中水分子的O-H伸缩振动吸收峰的分峰拟合研究,发现该W/O微乳液中有三种不同的水分子,分别为处于表面活性剂长链之间的束缚水、水核中心部分的自由水和与表面活性剂氧乙烯链形成氢键的结合水。首次发现当含水量较低时,该微乳液中的水分子只有两种存在状态,一种是自由水,另一种是结合水。说明由于束缚水分子之间的作用力较弱,在含水量较低时,水分子优先形成自由水和与氧乙烯链形成结合水。微乳液中自由水、束缚水和结合水的摩尔分数随含水量增加的变化不大。


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