聚合物載體鈀納米復(fù)合物制備及用于苯甲醇催化氧化研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-28 14:48
苯甲醛是一種重要的精細(xì)化工中間體,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、香料、食品、染料等領(lǐng)域。目前,工業(yè)上主要以甲苯氯化水解法制取苯甲醛,存在著轉(zhuǎn)化率低、選擇性差、副產(chǎn)物多、污染環(huán)境等缺點(diǎn),而且產(chǎn)品含氯限制了其應(yīng)用。因此,目前急需開(kāi)發(fā)綠色的無(wú)氯苯甲醛生產(chǎn)技術(shù)。鈀金屬納米粒子催化的雙氧水氧化苯甲醇制備苯甲醛是一種綠色環(huán)保的制備技術(shù),但鈀金屬納米粒子在使用的過(guò)程中會(huì)因表面能較高而發(fā)生團(tuán)聚從而降低催化活性。因此,選擇合適的載體固定鈀金屬納米粒子,使反應(yīng)高效方便地進(jìn)行顯得極其重要。本文通過(guò)原位還原法將鈀納米粒子負(fù)載于三種聚合物載體中,制備了三種不同聚合物載體/鈀納米粒子復(fù)合物:1.通過(guò)蒸餾-沉淀聚合法制備聚α-甲基丙烯酸(PMAA)微球,利用其表面豐富的羧酸根來(lái)螯合鈀離子,再通過(guò)原位還原法制備表面含有大量鈀納米粒子的Pd/PMAA微球催化劑。2.將制備所得的PMAA微球、聚偏氟乙烯(PVDF)粉末和致孔劑聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物(F127)共混于N,N二甲基甲酰胺(DMF)溶劑中,加熱攪拌制得分散液。用注射器將分散液擠出滴落在凝固浴水中,制得PMAA-PVDF微膠囊。再通過(guò)原位還原法在微膠囊中負(fù)載鈀金屬納米粒...
【文章來(lái)源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:103 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1苯甲醇催化氧化產(chǎn)物質(zhì)譜圖(A苯甲醇,B苯甲醛,C苯甲酸,D苯甲酸芐酯)??Figure?2-1?Mass?spectrogram?of?catalytic?oxidation?products?of?benzyl?alcohol??
采用表中的數(shù)據(jù)繪制工作曲線,以縱坐標(biāo)為摩爾量之比和橫坐標(biāo)為面積之比??作圖,利用Origin軟件進(jìn)行線性擬合,得出Y=A*X+B,其中A為相應(yīng)物質(zhì)的校??正因子,如圖2-3所示:??—?■■一?,一?■?■?|?3S-,???10?A?3。:?B?■??Y=1.08529X+0.00815?Y=1.16091X+0.02446?,??25?-?R2=0.99993???25?RZ=0?99916?,??u?1*5-?°?1.5-??1.0-?1JJ-??05-?05*??o's? ̄ ̄tV?a'o?'?2V? ̄30?05?10?15?20?25?30??AAS??1.8?-?■■?1.1?y-?-?.?—?-?-?■一?—?—??16:?C?,?,0:?D??K/?……v?■,?09-?Y=0.46878X+0.03729??=r〇_?z?-?一?z??2:?07?z??<ro'?Z?<06-??°?08-?y/?〇?05-??0.6-?/??'?02-??〇??1?f?.?.?t?.?t?.?j?.?I?.?.?1?.?t?.?j?.?t?.?I?.?.?,?j?y?.?t??02?04?06?0.8?10?1.2?14?16?04?0.6?0.8?1.0?1.2?14?1.6?18?20?2.2?*??圖2-3氣相色譜內(nèi)標(biāo)法工作曲線(A.苯甲醇
PMAA微球上鈀元素的負(fù)載量隨著PMAA微球浸泡在PdCl2溶液的濃度的升高??而升高。不同鈀納米粒子負(fù)載量的Pd/PMAA微球?qū)Ρ郊状嫉拇呋磻?yīng)的影響結(jié)??果如圖2-8所示。從圖中可以看出,三種不同鈀納米粒子負(fù)載量的催化劑中,在??使用最低鈀負(fù)載量的S1作催化劑的反應(yīng)中獲得了最低的轉(zhuǎn)化率和最高的選擇性??及收率,苯甲醇的轉(zhuǎn)化率為62.87%,苯甲醛的選擇性和收率分別達(dá)到81.23%和??51.07%。最高鈀負(fù)載量的S3作催化劑的反應(yīng)沒(méi)有獲得最高的轉(zhuǎn)化率,其苯甲醇??的轉(zhuǎn)化率為82.47%,苯甲醛的選擇性和收率分別達(dá)到55.24%和45.55%。反而是??鈀負(fù)載量比S3低的S2作催化劑的反應(yīng)中獲得了最高的轉(zhuǎn)化率,苯甲醇的轉(zhuǎn)化率??為90.84%,苯甲醛的選擇性和收率分別達(dá)到50.69%和46.05%。從圖中大致可以??看出,隨著鈀負(fù)載量增加,苯甲醇的轉(zhuǎn)化率逐漸增加,苯甲醛的選擇性和收率逐??漸下降,這是因?yàn)殁Z負(fù)載量的增加為苯甲醇提供了更多的催化活性位點(diǎn),苯甲醇??和催化活性位點(diǎn)碰撞的概率增加使得苯甲醇的轉(zhuǎn)化率增加
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]介孔Cu-Mn復(fù)合氧化物催化氧化苯甲醇合成苯甲醛的研究[J]. 鄭海龍,廖菽歡,余林. 廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[2]Pd/ZnO在乙炔選擇加氫反應(yīng)中的不同催化機(jī)制研究(英文)[J]. 周慧然,楊小峰,王愛(ài)琴,苗澍,劉曉艷,潘曉麗,蘇楊,李林,譚媛,張濤. 催化學(xué)報(bào). 2016(05)
[3]PVDF膜改性方法研究進(jìn)展[J]. 蘆艷,和樹(shù)立,王琦旗,何東,張振. 化學(xué)通報(bào). 2014(11)
[4]Pd/MC催化劑的制備及其對(duì)苯甲醇氧化制備苯甲醛的催化性能[J]. 吳海杰,張艷芳,任國(guó)卿,陳曉蓉,梅華. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[5]TEMPO/固載化席夫堿銅配合物共催化劑在分子氧氧化苯甲醇過(guò)程中的催化性能[J]. 余依玲,高保嬌,李艷飛,張婷婷. 分子催化. 2014(03)
[6]含環(huán)氧基團(tuán)的聚合物微球固載2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基催化劑的制備及其催化分子氧氧化苯甲醇[J]. 余依玲,高保嬌,李艷飛. 催化學(xué)報(bào). 2013(09)
[7]銅錳氧化物催化劑制備方法研究進(jìn)展[J]. 郭薇,張華. 工業(yè)催化. 2012(12)
[8]SrFe2O4應(yīng)用于苯乙烯選擇性催化氧化制苯甲醛[J]. 馮世宏,閆紹峰,劉自力. 石油學(xué)報(bào)(石油加工). 2012(04)
[9]雜多酸催化劑研究進(jìn)展[J]. 王德勝,閆亮,王曉來(lái). 分子催化. 2012(04)
[10]苯甲醛合成工藝研究進(jìn)展[J]. 胡樂(lè)曉,郜勝. 精細(xì)石油化工進(jìn)展. 2011(09)
本文編號(hào):3368714
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圖2-1苯甲醇催化氧化產(chǎn)物質(zhì)譜圖(A苯甲醇,B苯甲醛,C苯甲酸,D苯甲酸芐酯)??Figure?2-1?Mass?spectrogram?of?catalytic?oxidation?products?of?benzyl?alcohol??
采用表中的數(shù)據(jù)繪制工作曲線,以縱坐標(biāo)為摩爾量之比和橫坐標(biāo)為面積之比??作圖,利用Origin軟件進(jìn)行線性擬合,得出Y=A*X+B,其中A為相應(yīng)物質(zhì)的校??正因子,如圖2-3所示:??—?■■一?,一?■?■?|?3S-,???10?A?3。:?B?■??Y=1.08529X+0.00815?Y=1.16091X+0.02446?,??25?-?R2=0.99993???25?RZ=0?99916?,??u?1*5-?°?1.5-??1.0-?1JJ-??05-?05*??o's? ̄ ̄tV?a'o?'?2V? ̄30?05?10?15?20?25?30??AAS??1.8?-?■■?1.1?y-?-?.?—?-?-?■一?—?—??16:?C?,?,0:?D??K/?……v?■,?09-?Y=0.46878X+0.03729??=r〇_?z?-?一?z??2:?07?z??<ro'?Z?<06-??°?08-?y/?〇?05-??0.6-?/??'?02-??〇??1?f?.?.?t?.?t?.?j?.?I?.?.?1?.?t?.?j?.?t?.?I?.?.?,?j?y?.?t??02?04?06?0.8?10?1.2?14?16?04?0.6?0.8?1.0?1.2?14?1.6?18?20?2.2?*??圖2-3氣相色譜內(nèi)標(biāo)法工作曲線(A.苯甲醇
PMAA微球上鈀元素的負(fù)載量隨著PMAA微球浸泡在PdCl2溶液的濃度的升高??而升高。不同鈀納米粒子負(fù)載量的Pd/PMAA微球?qū)Ρ郊状嫉拇呋磻?yīng)的影響結(jié)??果如圖2-8所示。從圖中可以看出,三種不同鈀納米粒子負(fù)載量的催化劑中,在??使用最低鈀負(fù)載量的S1作催化劑的反應(yīng)中獲得了最低的轉(zhuǎn)化率和最高的選擇性??及收率,苯甲醇的轉(zhuǎn)化率為62.87%,苯甲醛的選擇性和收率分別達(dá)到81.23%和??51.07%。最高鈀負(fù)載量的S3作催化劑的反應(yīng)沒(méi)有獲得最高的轉(zhuǎn)化率,其苯甲醇??的轉(zhuǎn)化率為82.47%,苯甲醛的選擇性和收率分別達(dá)到55.24%和45.55%。反而是??鈀負(fù)載量比S3低的S2作催化劑的反應(yīng)中獲得了最高的轉(zhuǎn)化率,苯甲醇的轉(zhuǎn)化率??為90.84%,苯甲醛的選擇性和收率分別達(dá)到50.69%和46.05%。從圖中大致可以??看出,隨著鈀負(fù)載量增加,苯甲醇的轉(zhuǎn)化率逐漸增加,苯甲醛的選擇性和收率逐??漸下降,這是因?yàn)殁Z負(fù)載量的增加為苯甲醇提供了更多的催化活性位點(diǎn),苯甲醇??和催化活性位點(diǎn)碰撞的概率增加使得苯甲醇的轉(zhuǎn)化率增加
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]介孔Cu-Mn復(fù)合氧化物催化氧化苯甲醇合成苯甲醛的研究[J]. 鄭海龍,廖菽歡,余林. 廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[2]Pd/ZnO在乙炔選擇加氫反應(yīng)中的不同催化機(jī)制研究(英文)[J]. 周慧然,楊小峰,王愛(ài)琴,苗澍,劉曉艷,潘曉麗,蘇楊,李林,譚媛,張濤. 催化學(xué)報(bào). 2016(05)
[3]PVDF膜改性方法研究進(jìn)展[J]. 蘆艷,和樹(shù)立,王琦旗,何東,張振. 化學(xué)通報(bào). 2014(11)
[4]Pd/MC催化劑的制備及其對(duì)苯甲醇氧化制備苯甲醛的催化性能[J]. 吳海杰,張艷芳,任國(guó)卿,陳曉蓉,梅華. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[5]TEMPO/固載化席夫堿銅配合物共催化劑在分子氧氧化苯甲醇過(guò)程中的催化性能[J]. 余依玲,高保嬌,李艷飛,張婷婷. 分子催化. 2014(03)
[6]含環(huán)氧基團(tuán)的聚合物微球固載2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基催化劑的制備及其催化分子氧氧化苯甲醇[J]. 余依玲,高保嬌,李艷飛. 催化學(xué)報(bào). 2013(09)
[7]銅錳氧化物催化劑制備方法研究進(jìn)展[J]. 郭薇,張華. 工業(yè)催化. 2012(12)
[8]SrFe2O4應(yīng)用于苯乙烯選擇性催化氧化制苯甲醛[J]. 馮世宏,閆紹峰,劉自力. 石油學(xué)報(bào)(石油加工). 2012(04)
[9]雜多酸催化劑研究進(jìn)展[J]. 王德勝,閆亮,王曉來(lái). 分子催化. 2012(04)
[10]苯甲醛合成工藝研究進(jìn)展[J]. 胡樂(lè)曉,郜勝. 精細(xì)石油化工進(jìn)展. 2011(09)
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