甲苯液相選擇氧化制備苯甲醇、苯甲醛、苯甲酸和苯甲酸芐酯高附加值產(chǎn)物,既能解決甲苯產(chǎn)能過剩的問題,又可以帶來巨大的經(jīng)濟效益。本研究針對苯甲醇、苯甲醛、苯甲酸和苯甲酸芐酯控制合成過程中的環(huán)境污染和產(chǎn)品純度問題,自主設(shè)計了一套甲苯液相反應(yīng)系統(tǒng),以光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜作為反應(yīng)器,采用優(yōu)化合成的TiO₂基催化材料用作反應(yīng)系統(tǒng)的催化劑,在無有機溶劑和氧氣作為氧化劑的條件下實現(xiàn)了甲苯選擇氧化制備苯甲醇、苯甲醛、苯甲酸和苯甲酸芐酯,反應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計滿足清潔生產(chǎn)的需求。（1）在高溫高壓催化反應(yīng)釜增設(shè)一個透光窗口,用藍寶石作窗片,氙燈作為光源,開發(fā)設(shè)計出一套光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜。同時對光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜的取樣口進行了優(yōu)化設(shè)計,利用可拆卸探底管將氣體取樣口轉(zhuǎn)化為液體取樣口,實現(xiàn)“一口兩用”。以光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜作為甲苯液相反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)器,可以進行甲苯液相熱催化、光催化和光熱協(xié)同催化選擇氧化三種反應(yīng),實現(xiàn)“一器多用”。（2）探究甲苯液相反應(yīng)系統(tǒng)中反應(yīng)器的實驗參數(shù),發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器的運行時間、運行溫度、激發(fā)光波長以及反應(yīng)器中催化劑的投加量均能影響甲苯液相反應(yīng)系統(tǒng)對甲苯的催化效果。結(jié)果顯示,甲苯液相反... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 甲苯資源化再利用制備高附加值產(chǎn)品
        1.1.1 甲苯液相熱催化選擇氧化
        1.1.2 甲苯液相光催化選擇氧化
        1.1.3 甲苯液相光熱協(xié)同催化選擇氧化
    1.2 反應(yīng)系統(tǒng)中反應(yīng)器的選擇
        1.2.1 熱催化反應(yīng)器
            1.2.1.1 管式反應(yīng)器
            1.2.1.2 釜式反應(yīng)器
            1.2.1.3 小型高溫高壓反應(yīng)釜
        1.2.2 光催化反應(yīng)器
            1.2.2.1 光催化反應(yīng)器的分類
            1.2.2.2 光催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式
            1.2.2.3 光催化反應(yīng)器的優(yōu)化
        1.2.3 光熱協(xié)同催化反應(yīng)器
        1.2.4 光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜應(yīng)用于甲苯液相反應(yīng)系統(tǒng)中的機遇與挑戰(zhàn).
    1.3 TiO_2 基催化劑的化學特性和工程應(yīng)用
        1.3.1 TiO_2 的結(jié)構(gòu)與性能
        1.3.2 TiO_2 的優(yōu)化設(shè)計
            1.3.2.1 N摻雜優(yōu)化TiO
            1.3.2.2 B摻雜優(yōu)化TiO
            1.3.2.3 增加(001)晶面暴露比優(yōu)化TiO
        1.3.3 TiO_2 基催化劑應(yīng)用于甲苯液相反應(yīng)系統(tǒng)的機遇和挑戰(zhàn)
    1.4 選題意義和研究思路
第2章 甲苯液相反應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計
    2.1 光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜的設(shè)計
        2.1.1 光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜透光窗口的設(shè)計
        2.1.2 光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜光源的設(shè)計
        2.1.3 光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜取樣裝置的設(shè)計
        2.1.4 光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜的優(yōu)勢
    2.2 TiO_2 基催化劑的設(shè)計
        2.2.1 N-TiO_2 催化劑制備方法的設(shè)計
        2.2.2 B-TiO_2 催化劑制備方法的設(shè)計
        2.2.3 TiO_2(001)催化劑制備方法的設(shè)計
            2.2.3.1 水熱法制備TiO_2(001)催化劑
            2.2.3.2 靜電吸附法制備Pt/TiO_2(001)
    2.3 甲苯液相反應(yīng)的設(shè)計
        2.3.1 甲苯液相光熱協(xié)同催化選擇氧化反應(yīng)的設(shè)計
        2.3.2 甲苯液相熱催化選擇氧化反應(yīng)的設(shè)計
        2.3.3 甲苯液相光催化選擇氧化反應(yīng)的設(shè)計
    2.4 檢測系統(tǒng)測試條件的設(shè)置與優(yōu)化
        2.4.1 待測樣品前期處理
        2.4.2 氣相色譜測試條件的設(shè)計與優(yōu)化
第3章 甲苯液相反應(yīng)系統(tǒng)中反應(yīng)器實驗參數(shù)的優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜運行時間的設(shè)計與優(yōu)化
    3.3 光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜中催化劑投加量的設(shè)計與優(yōu)化
    3.4 光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜實驗溫度的設(shè)計與優(yōu)化
    3.5 光熱協(xié)同催化反應(yīng)釜激發(fā)光波長的設(shè)計與優(yōu)化
    3.6 小結(jié)
第4章 N-TiO_2和B-TiO_2 催化劑在甲苯液相反應(yīng)系統(tǒng)中的測試與優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 N-TiO_2和B-TiO_2 催化劑的表征分析
        4.2.1 催化劑的結(jié)構(gòu)特性表征
            4.2.1.1 N-TiO_2 催化劑的結(jié)構(gòu)特性
            4.2.1.2 B-TiO_2 催化劑的結(jié)構(gòu)特性
        4.2.2 催化劑的光學特性表征
            4.2.2.1 N-TiO_2 催化劑的光學特性
            4.2.2.2 B-TiO_2 催化劑的光學特性
    4.3 N-TiO_2 催化劑在甲苯液相反應(yīng)系統(tǒng)中的測試
        4.3.1 N-TiO_2 催化劑在甲苯液相熱催化反應(yīng)中的應(yīng)用
        4.3.2 N-TiO_2 催化劑在甲苯液相光催化反應(yīng)中的應(yīng)用
        4.3.3 N-TiO_2 催化劑在甲苯液相光熱協(xié)同催化反應(yīng)中的應(yīng)用
    4.4 B-TiO_2 催化劑在甲苯液相反應(yīng)系統(tǒng)中的測試
        4.4.1 B-TiO_2 催化劑在甲苯液相熱催化反應(yīng)中的應(yīng)用
        4.4.2 B-TiO_2 催化劑在甲苯液相光催化反應(yīng)中的應(yīng)用
        4.4.3 B-TiO_2 催化劑在甲苯液相光熱協(xié)同催化反應(yīng)中的應(yīng)用
    4.5 小結(jié)
第5章 TiO_2(001)系列催化劑在甲苯液相反應(yīng)系統(tǒng)中的測試與優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 TiO_2(001)催化劑的表征分析
        5.2.1 催化劑的結(jié)構(gòu)特性表征
        5.2.2 Pt單原子催化劑的尺寸表征
        5.2.3 催化劑的光學特性表征
    5.3 TiO_2(001)催化劑的測試與優(yōu)化
        5.3.1 TiO_2(001)催化劑在甲苯液相熱催化反應(yīng)中的應(yīng)用
        5.3.2 TiO_2(001)催化劑在甲苯液相光熱協(xié)同催化反應(yīng)中的應(yīng)用
    5.4 小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
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本文編號：3730491