铁系复合氧化物催化酚类气相烷基化反应的研究

发布时间：2020-10-29 06:34

　　 酚类物质的烷基化反应是有机反应中重要的精细化工反应之一,广泛应用于有机工业,石油化工产业,颜料以及农药等领域。铁系复合氧化物催化剂对于催化酚类烷基化反应具有制备工艺简单,反应条件温和、目标产物选择性高等优点而被广泛应用。本文主要开展了铁系复合氧化物的制备、表征及其分别催化间甲酚、苯酚与甲醇气相烷基化反应活性评价等工作。主要包括以下两方面的研究:1.Fe2O3-SiO2-CuO系列催化剂的制备及表征:运用共沉淀法制备一系列不同组成的Fe2O3-SiO2-CuO样品,采用XRD、BET、SEM、NH3-TPD对所制备的样品进行表征对其晶相、晶粒尺寸、比表面积、孔容、孔径及其表面活性位点酸性分布情况进行分析,同时考察了不同催化体系上间甲酚与甲醇烷基化反应性能。结果表明,以硝酸铁为铁源,n(Fe)/n(Cu)= 200/1,沉淀pH为8,煅烧温度为550 ℃时制备的催化剂样品催化烷基化反应性能较佳,此条件下制备的样品呈α-Fe2O3晶相,平均晶粒尺寸为20 nm,具有相对较大的比表面积、孔容以及合适的孔径,催化剂表面主要分布适量的中等强度酸性位点。2.2,3,6-三甲基苯酚以及2,6-二甲基苯酚的合成:以原料的转化率和目标产物的选择性为评价指标,在相同的反应条件下,测试不同活性组分铁系催化剂的活性。结果表明,Fe2O3-SiO2-CuO系列催化剂的活性显著优于其他催化剂,其中以Fe200Si5Cu1催化性能最好。Fe200Si5CU1催化间甲酚烷基化反应较为适宜的条件为:常压,反应温度为340 ℃,原料间甲酚与甲醇摩尔比为1:5,液时空速为0.7 h-1,原料中水含量为20%,间甲酚的转化率为100%,目标产物2,3,6-三甲酚的选择性为97.90%。在苯酚烷基化反应中,得到的较为适宜的条件为:常压,原料苯酚与甲醇摩尔比为1:6,反应温度为360 ℃,进料液时空速为0.7 h-1,原料中水摩尔含量为20%,苯酚转化率为98.40%,2,6-二甲酚选择性为87.72%,邻甲酚选择性为10.20%。
【学位单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O621.25
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 2,3,6-三甲基苯酚生产与应用概述
        1.2.1 2,3,6-三甲基苯酚概述
        1.2.2 2,3,6-三甲基苯酚的合成方法
    1.3 2,6-二甲基苯酚与邻甲基苯酚生产及应用概述
        1.3.1 2,6-二甲基苯酚概述
        1.3.2 邻甲基苯酚概述
        1.3.3 2,6-二甲基苯酚与邻甲基苯酚合成工艺
    1.4 芳香酚烷基化反应催化剂的研究
        1.4.1 分子筛
        1.4.2 阳离子交换树脂
        1.4.3 杂多酸
        1.4.4 金属氧化物
        1.4.5 文献中不同催化体系下酚类烷基化反应性能
    1.5 芳香酚烷基化反应机理研究
    1.6 纳米复合氧化物的制备
        1.6.1 共沉淀法
        1.6.2 金属醇盐法
        1.6.3 溶胶-凝胶法
        1.6.4 室温/低热固固反应法
        1.6.5 水热法
    1.7 工艺路线的选择
    1.8 本课题的主要研究内容和意义
第二章 实验部分
    2.1 引言
    2.2 实验试剂及仪器
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
    2.3 催化剂的制备
    2.4 催化剂的表征
        2.4.1 催化剂的表征方法
    2.5 催化剂的活性评价
        2.5.1 实验步骤
        2.5.2 实验反应装置
        2.5.3 产物的定量分析及计算
2O₃-SiO₂-CuO纳米复合氧化物的制备、表征以及活性评价'>第三章 Fe₂O₃-SiO₂-CuO纳米复合氧化物的制备、表征以及活性评价
    3.1 不同活性组分铁系催化剂上酚类烷基化反应活性研究
    3.2 催化剂制备条件对间甲酚烷基化反应的影响
        3.2.1 铁源的影响
        3.2.2 沉淀pH的影响
        3.2.3 不同n（Fe）/n（Cu）的影响
        3.2.4 不同煅烧温度的影响
    3.3 新鲜催化剂与使用后的催化剂
    3.4 反应条件对间甲酚与甲醇烷基化反应的影响
        3.4.1 甲醇与间甲酚的摩尔比对间甲酚烷基化反应的影响
        3.4.2 反应温度对间甲酚烷基化反应的影响
        3.4.3 液时空速对间甲酚烷基化反应的影响
        3.4.4 原料中水的含量对间甲酚与甲醇烷基化反应活性的影响
    3.5 间甲酚烷基化反应活性稳定性测试
    3.6 反应条件对苯酚与甲醇烷基化反应的影响
        3.6.1 甲醇与苯酚摩尔比对苯酚烷基化反应的影响
        3.6.2 反应温度对苯酚烷基化反应的影响
        3.6.3 液时空速对苯酚烷基化反应的影响
        3.6.4 原料中水的含量对苯酚烷基化反应的影响
    3.7 苯酚烷基化反应活性稳定性测试
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文
致谢
附录

【参考文献】

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本文编号：2860527