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氧化羰基化合成碳酸二苯酯催化体系的研究

作　者: 张波波
导　师: 梁英华
学　校: 河北理工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 氧化羰基化 碳酸二苯酯 催化体系 沉淀法 离子液体
分类号: TQ245.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 31次
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内容摘要


碳酸二苯酯(DPC)是生产聚碳酸酯(PC)的主要原料,采用先进的技术和环境友好的新工艺生产高质量、低成本的碳酸二苯酯已引起广泛关注。苯酚氧化羰基化法合成碳酸二苯酯(DPC)直接利用CO、O2及苯酚被视为合成DPC最有发展前途的工艺。对催化剂载体进行了筛选及改性并对催化制备方法进行了研究,确定了Pd-Co/Hopcalite-TBAB-H2BQ-3A分子筛催化体系,通过正交实验对沉淀法制备催化剂的工艺条件进行了优化,结果表明:当Pd/Co(摩尔比)为1/7,焙烧温度为400℃,焙烧时间为2h时,DPC收率和选择性最高,分别为38.7%和99.8%,其中Pd、Co摩尔比是最显著影响因素,通过单因素研究,确定Pd/Co最优值为1/7。利用XRD、SEM、EDS、XPS对反应前后催化剂进行表征,探讨了该催化体系催化合成碳酸二苯酯的反应机理。催化体系中稳定晶相CuMn2O4、CoMn2O4、Pd0.5Pd3O4的存在减少了活性组分的流失,并且晶体产生的晶格缺陷,形成正电中心氧空位,促进了气相氧的吸附,加速了整个催化循环过程,有利于活性成分的再生,催化剂催化活性的提高。优化了利用该催化体系合成碳酸二苯酯的反应条件,结果表明,反应温度为100℃,反应时间为8h,苯酚入量为40mmol时,DPC收率和选择性最高,分别为43.5%和99.6%。对反应压力进行了单因素考察,确定反应压力为6.0MPa(PCO:PO2=85:15)为最佳。探讨了[bmim]BF4、[bmim]PF6和[bmim]OH三种离子液体用于苯酚氧化羰基化合成DPC的可行性。结果表明此三种离子液体在该反应体系中不能替代二氯甲烷作溶剂。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
引言  10-11
1 文献综述  11-25
  1.1 碳酸二苯酯的性质  11
  1.2 碳酸二苯酯的合成方法  11-13
    1.2.1 光气法  11
    1.2.2 酯交换法  11-12
    1.2.3 氧化羰基化法  12-13
  1.3 氧化羰基化合成碳酸二苯酯催化体系的研究进展  13-20
    1.3.1 均相催化体系的研究  13-17
    1.3.2 非均相催化体系的研究  17-20
    1.3.3 小结  20
  1.4 离子液体在羰基化合成中的应用  20-23
    1.4.1 烯烃的氢甲酰化反应  20-21
    1.4.2 卤代芳烃的羰化反应  21
    1.4.3 胺类化合物的羰化反应  21-22
    1.4.4 醇和烯烃的氢酯基化反应  22-23
    1.4.5 甲醇的氧化羰基化反应  23
    1.4.6 小结  23
  1.5 本课题的意义及主要研究任务  23-25
2 实验方法  25-30
  2.1 主要试剂  25-26
  2.2 实验仪器  26
  2.3 催化剂的表征  26-27
  2.4 催化剂的活性评价  27-30
    2.4.1 实验装置  27
    2.4.2 实验步骤  27-28
    2.4.3 反应产物的定性和定量分析  28-29
    2.4.4 实验结果计算  29-30
3 催化剂载体的研究  30-37
  3.1 载体的催化作用机理  30
  3.2 载体的确定  30-32
    3.2.1 载体的制备  31
    3.2.2 结果与讨论  31-32
  3.3 HOPCALITE 载体的改性研究  32-36
    3.3.1 制备方法  32
    3.3.2 结果与讨论  32-36
  3.4 小结  36-37
4 催化剂的制备及其工艺条件的研究  37-49
  4.1 活性组分负载方法对催化剂性能的影响  37-45
    4.1.1 浸渍法  37-38
    4.1.2 沉淀法  38-39
    4.1.3 浸渍法与沉淀法的比较  39-45
  4.2 活性组分负载量对催化剂性能的影响  45
  4.3 制备催化剂工艺条件的研究  45-49
    4.3.1 正交实验  45-47
    4.3.2 钯钴摩尔比对催化剂活性的影响  47-49
5 合成碳酸二苯酯反应条件的研究  49-53
  5.1 正交试验  49-50
  5.2 反应压力的影响  50-51
  5.3 催化剂的寿命  51-53
6 催化合成碳酸二苯酯反应机理的探讨  53-61
  6.1 催化剂表征分析  53-58
    6.1.1 SEM 分析  53
    6.1.2 XRD 分析  53-54
    6.1.3 XPS 分析  54-58
  6.2 催化合成碳酸二苯酯反应机理探讨  58-61
7 离子液体在氧化羰基化合成碳酸二苯酯反应中的应用探讨  61-65
  7.1 离子液体的合成  61
  7.2 固定化离子液体催化剂的制备  61-62
  7.3 固定化离子液体催化剂在合成DPC 中的应用  62-63
  7.4 离子液体对负载型催化体系的影响  63-64
  7.5 小结  64-65
结论  65-66
参考文献  66-70
致谢  70-71
导师简介  71-72
作者简介  72-73
学位论文数据集  73

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本有机化学工业 > 芳香族化合物的生产 > 芳香族羧酸及其衍生物 > 芳酸的功能衍生物
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