Pt-C催化雙甘膦氧化合成草甘膦研究.pdf

1、草甘膦(PMG)是一種高效、低毒的滅生性有機(jī)磷除草劑，因其生物可降解、對(duì)環(huán)境危害作用小而成為世界上產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣的農(nóng)藥品種。亞氨基二乙酸法(IDA法)在經(jīng)濟(jì)效益好的同時(shí)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、綠色，成為發(fā)展的趨勢(shì)，該法中雙甘膦催化氧化生成草甘膦最為關(guān)鍵。雙甘膦氧化副產(chǎn)等摩爾甲醛，連續(xù)化生產(chǎn)套用母液時(shí)，甲醛的累積會(huì)使副反應(yīng)增加，草甘膦收率降低。使用Pt/C催化劑，在催化雙甘膦氧化合成草甘膦的同時(shí)催化甲醛氧化，在去除甲醛、提高母液循環(huán)套用效率、減

2、少?gòu)U水處理的同時(shí)提高反應(yīng)收率。
　　本文通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)考察活性炭活化改性條件對(duì)所制備Pt/C催化劑的活性及甲醛去除率的影響，結(jié)合TEM、BET和XRD等表征方法及反應(yīng)考評(píng)確定較優(yōu)的活性炭活化改性條件為:活化改性溫度1050℃、壓力0.8MPa、時(shí)間2.5h、m(NaHCO3)/m(NH4HCO3)為1∶1。使用該條件制備的Pt/C催化劑在反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，草甘膦收率98.5％，反應(yīng)液中甲醛濃度為0.0145mol/L，甲醛去除率達(dá)9

3、1.0％以上。
　　使用上述條件制備的Pt/C催化劑，考察各因素對(duì)雙甘膦催化氧化合成草甘膦反應(yīng)的影響，得到優(yōu)選反應(yīng)工藝條件為:反應(yīng)溫度90℃，反應(yīng)壓力0.5MPa，攪拌轉(zhuǎn)速500rpm，m(Pt/C)/m(PMIDA)為12.5％，在該條件下草甘膦收率達(dá)98.7％，反應(yīng)液中甲醛濃度僅為0.008mol/L，甲醛去除率達(dá)95.0％以上。在上述反應(yīng)條件下進(jìn)行母液套用研究，母液套用5次后，草甘膦收率無(wú)明顯變化，維持在98.0％左右，母液

4、中甲醛去除率保持較高水平，Pt流失率經(jīng)套用后趨于穩(wěn)定，約為0.014％。
　　在消除內(nèi)外擴(kuò)散影響后在反應(yīng)壓力0.6MPa、攪拌轉(zhuǎn)速750rpm、氧氣流量140mL/min，催化劑用量0.56g及反應(yīng)溫度75-90℃條件下進(jìn)行雙甘膦催化氧化動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，建立了不忽略雙甘膦和草甘膦吸附的動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性擬合，得到動(dòng)力學(xué)參數(shù)。雙甘膦氧化生成草甘膦反應(yīng)活化能為28.41kJ/mol，雙甘膦和草甘膦的吸附熱分別