非均相催化合成碳酸二苯酯研究-催化劑微波制備與表征.pdf

1、碳酸二苯酯(DPC)是生產(chǎn)聚碳酸酯(PC)的主要原料。氧化羰基化一步合成DPC不僅簡(jiǎn)化了工藝操作流程,而且避免了使用劇毒的光氣,對(duì)環(huán)境友好,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。以往文獻(xiàn)和專利中大部分采用鈀化合物的均相催化體系氧化羰基化合成DPC,但均相催化體系中催化劑與反應(yīng)物系的分離困難,不僅產(chǎn)生大量的廢液,而且還會(huì)污染產(chǎn)品,而采用非均相催化體系有可能從根本上克服上述問(wèn)題。
　　 基于本課題組非均相催化氧化羰基化合成DPC的前期研究工作,本文對(duì)

2、催化劑制備及工藝條件進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究,進(jìn)一步提高催化劑活性,為非均相催化氧化合成DPC的工業(yè)化生產(chǎn)提供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)參考數(shù)據(jù)。
　　 首次將微波技術(shù)應(yīng)用于非均相催化氧化羰基化合成DPC的研究。采用微波燒結(jié)法制備了鈣鈦礦型復(fù)合氧化物載體及其相應(yīng)的Pd負(fù)載型非均相催化劑,并與常規(guī)制備方法進(jìn)行了比較。運(yùn)用X衍射儀,BET比表面儀和掃描電鏡對(duì)載體及催化劑進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。通過(guò)間歇反應(yīng),考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、氧氣壓力、一氧化碳?jí)毫?、苯酚?/p>

3、量等因素對(duì)氧化羰基化合成DPC收率的影響。
　　 XRD、SEM及BET的表征結(jié)果表明,微波燒結(jié)方法和常規(guī)方法均能得到鈣鈦礦晶相的載體,并能成功地將活性組分Pd2+負(fù)載于鈣鈦礦型載體上得到負(fù)載型催化劑,但不同方法制備的載體和催化劑有著不同的尺寸、形狀及催化活性。比較而言,微波燒結(jié)法制備的鈣鈦礦載體,晶相較純,晶粒相對(duì)較小,比表面積較大；微波燒結(jié)法制備的催化劑具有較好的活性組分分布以及較高的催化活性。
　　 在微波法制備載

4、體及其催化劑的過(guò)程中,考察了去離子水用量、微波燒結(jié)時(shí)間、微波加熱介質(zhì)、微波功率、載體性質(zhì)、浸漬溶劑種類(lèi)及其用量、溶液pH值等影響因素對(duì)載體及其催化劑的催化活性的影響,結(jié)果表明:在較低的pH值條件下,鈣鈦礦型載體發(fā)生溶解,活性部位減少,催化活性降低,較高的pH值有利于提高催化活性；微波加熱能明顯影響升溫速率,從而影響燒結(jié)制備時(shí)間；在較長(zhǎng)的微波輻射下,活性離子由于熔入載體晶格而使催化活性降低；催化劑焙燒前使用適當(dāng)溶劑浸漬可以明顯提高催化劑的

5、催化活性,其中以二氯甲烷作溶劑較好。催化劑的最佳制備工藝為:在保持溶液pH=6條件下,Pd/La0.5Pb0.5MnO3經(jīng)二氯甲烷溶劑浸漬后,用Fe2O3作加熱介質(zhì)經(jīng)微波中等火力燒結(jié)12min。此時(shí)制備的催化劑在DPC合成實(shí)驗(yàn)中具有較高的催化活性和反應(yīng)選擇性,產(chǎn)品收率為6.6％,選擇性為88.1％。
　　 總之,相對(duì)于常規(guī)載體和催化劑的制備方法而言,微波燒結(jié)法操作簡(jiǎn)便、材料損耗少、效率高,可以節(jié)約大量的時(shí)間和能耗,同時(shí)制備的載體