鄰-對甲酚常壓液相催化氧化制備鄰-對羥基苯甲醛研究.pdf

1、 A thesis submitted to Zhengzhou University for the degree of Master Study on Synthesis of O/P-hydroxybenzaldehyde by the Liquid-phase Catalytic Oxidation of O/P-cresol under Ambient Pressure By Junquan Shao Supervisor:

2、 Prof. Yadong Zhang Pharmaceutical Engineering School of Chemical Engineering and Energy May, 2017 摘要 I 摘要 摘要 鄰/對羥基苯甲醛(O/PHBA)是化工行業(yè)中的重要中間體，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、化妝品、電鍍等精細(xì)化工領(lǐng)域。目前在鄰/對羥基苯甲醛的眾多合成方法中，鄰/對甲酚催化氧化法具有清潔、經(jīng)濟(jì)效益大、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)

3、，是工業(yè)上優(yōu)先發(fā)展的方法。 本論文以尋找在常壓下對鄰/對甲酚催化氧化制備鄰/對羥基苯甲醛具有催化性能高，穩(wěn)定性強(qiáng)的催化劑為目的，同時(shí)對該反應(yīng)的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化，運(yùn)用 XRD、FTIR、SEM、BET、NH3-TPD 手段表征了催化劑。具體工作如下： (1) 對合成的產(chǎn)品利用 GC-MS 和 FTIR 進(jìn)行了表征，利用高效液相色譜對反應(yīng)后產(chǎn)品的分離分析方法進(jìn)行了研究。 (2) 以鈷銅為主催化劑，鈰、鎳、鋯、鉀為助催化劑，TiO2 為載體

4、，用浸漬法制備一系列負(fù)載型催化劑。將催化劑用于對甲酚常壓液相催化氧化制備對羥基苯甲醛（PHBA）的反應(yīng)中，以 PHBA 的收率為基準(zhǔn)通過一系列的單因素和正交實(shí)驗(yàn)確定了催化劑各物質(zhì)的最佳組成： n(Co2+)∶n(Cu2+)= 3∶1、 n(Co2+)∶n(Ce3+)=1∶0.06、n(Co2+)∶n(Ni2+) =1∶0.06、n(Co2+)∶n(K+) =1∶2× 10-5、 n(Co2+) ∶n(Zr2+)=1∶3

5、5; 10-3。同時(shí)，通過單因素及正交實(shí)驗(yàn)相互結(jié)合的方法探討了反應(yīng)溫度、氫氧化鈉用量、反應(yīng)時(shí)間、通氧量、甲醇用量對 PHBA 收率的影響，優(yōu)化了該工藝條件，最優(yōu)工藝條件為：反應(yīng)時(shí)間 5 h、反應(yīng)溫度 75 ℃、甲醇用量 30 mL 、n(氫氧化鈉)∶n(對甲酚)=5∶1、通氧量 50 mL/min。在最優(yōu)工藝條件下 PHBA 的收率為 92.58%。而且催化劑重復(fù)使用 7 次后，PHBA 的收率仍高達(dá) 89.12%。 所制備催化劑在常壓

6、下對于對甲酚的催化氧化反應(yīng)具有較高的催化活性和重復(fù)性。 (3) 所制備的催化劑用于鄰甲酚常壓液相催化氧化制備鄰羥基苯甲醛（OHBA）的反應(yīng)中，考察了反應(yīng)溫度、氫氧化鈉用量、反應(yīng)時(shí)間、通氧量、甲醇用量對 OHBA 收率的影響。通過單因素及正交實(shí)驗(yàn)，從而篩選出該反應(yīng)的最優(yōu)工藝條件，即反應(yīng)時(shí)間 5 h、反應(yīng)溫度 75 ℃、甲醇用量 30 mL 、n(氫氧化鈉) ∶n(鄰甲酚)=5∶1、通氧量 50 mL/min。在最優(yōu)工藝條件下 OHBA 的