新型VPO復(fù)合催化劑的制備及其催化環(huán)己烷液相亞硝化反應(yīng)性能.pdf

1、己內(nèi)酰胺是重要的石油化工原料,廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中,主要用于制備化學(xué)纖維和工程塑料。目前工業(yè)上生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的方法都需經(jīng)過(guò)多步反應(yīng),操作復(fù)雜,原子經(jīng)濟(jì)利用率不高,同時(shí)副產(chǎn)大量低值硫酸銨,因此尋找一條步驟少、操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的新工藝成為研究重點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)在課題組之前的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究了一步合成己內(nèi)酰胺這一新路線,并考察了催化劑的影響,簡(jiǎn)單探究了反應(yīng)機(jī)理,通過(guò)數(shù)據(jù)與圖譜結(jié)合解釋了一些實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的有規(guī)律的現(xiàn)象。
　　本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和制備幾組不

2、同V/P的VPO催化劑,并考察其對(duì)反應(yīng)的影響,得出當(dāng)V/P為1:1.2時(shí)VPO催化劑催化效果最佳。在此V/P下,用共沉淀法制備了加入過(guò)渡金屬的M-VPO和M-AlVPO,用浸漬法制備了負(fù)載過(guò)渡金屬的M/VPO和M/AlVPO,并考察這些催化劑在發(fā)煙硫酸體系中對(duì)反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:在M-VPO系列催化劑中,Ni-VPO催化劑表現(xiàn)出了較好的催化效果,環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率為19.12％,己內(nèi)酰胺選擇性為28.95%;在M/VPO系列催化劑中,Cr

3、/VPO催化劑催化效果最佳,環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率為19.44%,己內(nèi)酰胺選擇性為28.30%;在M-AlVPO系列催化劑中,Cr-AlVPO表現(xiàn)出了較好的催化效果,環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率為18.68%,己內(nèi)酰胺選擇性為27.58%;在M/AlVPO這一系列催化劑中,Mn/AlVPO對(duì)反應(yīng)的催化效果較好,環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率為16.42%,己內(nèi)酰胺選擇性為29.39%。
　　本實(shí)驗(yàn)考察用濃硫酸替代發(fā)煙硫酸以降低反應(yīng)中副產(chǎn)物苯磺酸的量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明此法是可行的

4、,這是本實(shí)驗(yàn)的一大改進(jìn)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了單因素考察,得出了較適宜的反應(yīng)條件:NOHSO4與濃硫酸的配比為1:3,反應(yīng)時(shí)間24 h,反應(yīng)溫度82℃。并對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)了初步探究,推測(cè)存在一中間體。
　　考察這一系列催化劑在濃硫酸體系中對(duì)反應(yīng)的影響,發(fā)現(xiàn)在濃硫酸體系中,VPO復(fù)合催化劑表現(xiàn)出了與發(fā)煙硫酸體系中相似的規(guī)律:M-VPO系列中Ni-VPO表現(xiàn)出了較好的催化效果,環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率為4.37%,己內(nèi)酰胺選擇性為77.22%;M/VPO系