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苯酚是一种重要的有机化工原料,工业上主要采用合成路线长、原子利用率低、能耗高、环境污染严重的异丙苯法生产.当前,随着绿色化学的普及,H_2O_2催化苯一步氧化制苯酚受到越来越多的关注.在研究的众多催化剂中,钒取代杂多酸被认为是该反应最有效的催化剂之一.然而,纯杂多酸易溶于H_2O_2催化的苯羟基化反应体系,导致污染严重、后处理和分离困难.为了获得可回收的固体杂多酸催化剂,通常将其负载于多孔载体上,但这种方法常伴随着活性组分易溶脱,反应速率慢等缺点.因此,在H_2O_2催化苯一步氧化制苯酚体系中获得高效、可重复使用的杂多酸基固体催化剂仍然是一个挑战.采用有机单元修饰杂多酸是制备杂多酸基固体催化剂的有效方法.研究表明,有机基团的引入可以有效调控杂多酸的溶解性和氧化还原性.另一方面,催化剂中的疏水微环境也能有效促进非极性底物与催化活性中心的相互作用,提高反应速率,改善催化活性.因此,我们通过离子交换法将对二甲苯型双核咪唑离子液体阳离子与含钒杂多阴离子结合,研究制备了一种具有疏水微环境的介孔杂多酸基离子固体催化剂.采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、N2吸附-脱附和CHN元素分析等表征手段对催化剂进行全面分析.结果表明,该催化剂是一种具有较高比表面积的半无定形疏水有机杂多酸盐.在H_2O_2催化的苯一步氧化制苯酚反应中引导了液-固两相催化体系,在反应时间1 h,反应温度70 oC,苯酚产率可达到28.9%,与均相纯杂多酸的催化活性基本相当,且催化剂重复使用性能良好.催化剂构效关系和反应动力学研究表明,高比表面积和疏水微环境的构建加快了苯与催化活性中心的相互作用,提高了催化反应速率和产物选择性.同时,咪唑基离子液体阳离子通过分子内的电子相互作用改善了杂多阴离子的氧化还原能力,也赋予固体催化剂更高的催化活性.该研究为H_2O_2催化苯一步氧化制苯酚反应提供了一种制备简单,经济高效,可重复使用的杂多酸基固体催化剂. 相似文献
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杂多酸催化剂作用下丙烯与醋酸的加成酯化反应 总被引:9,自引:0,他引:9
在较低压力(1.0—2.0mPa)下,研究了杂多酸对丙烯和醋酸的气-液加成酯化反应的催化作用。实验表明杂多酸具有很高的活性和选择性,其活性大小次序为:12-钨磷酸≈12-钨硅酸>10-钼磷酸≈12-钼磷酸,在以最佳反应温度(T_(opt))为界的两个温度段,温度的影响不同,即:TT_(opt)时随反应温度升高醋酸转化率降低,在液相中含水量低于1.0%时,醋酸转化率随含水量增加急剧增高;含水量在1.0~2.0%时达极大值;含水量进一步增加时,醋酸转化率减少,伴生的异丙醇量增加,还考察了反应压力和时间等因素的影响,提出了由丙烯与醋酸生成醋酸异丙酯和伴生异丙醇的反应机理。 相似文献
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多金属氧酸盐催化苯甲醇的选择性氧化:一个绿色可循环的高效催化氧化体系 总被引:1,自引:1,他引:0
以Keggin结构的几类杂多酸和三乙胺(TEA)为原料,通过简单的酸碱反应合成了相应杂多酸的TEA盐。 并以它们作为催化剂,30%H2O2作氧化剂,在不使用长链相转移剂的条件下,研究了它们催化苯甲醇选择氧化制备苯甲醛的反应性能。 结果表明,该类催化剂在苯甲醇的选择氧化反应中具有比相应杂多酸更高的催化活性或选择性。 其中[TEAH]H2PW12O40为最佳催化剂,在适宜的反应条件下,该催化剂上苯甲醇转化率可达99.5%以上,苯甲醛选择性达~100%。 催化剂可以被分离和循环使用多次,活性、选择性基本不变。 用水作溶剂,避免了有机溶剂的使用,是一个高效、绿色的苯甲醛选择氧化体系。 相似文献
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Madhu Sudan SahaYoshinori Nishiki Tsuneto FurutaAo Denggerile Takeo Ohsaka 《Tetrahedron letters》2003,44(29):5535-5537
A new method for the preparation of peroxyacetic acid from acetic acid and hydrogen peroxide in the presence of solid superacids as a catalyst under mild conditions has been proposed. The preparation of peroxyacetic acid could be carried out in a batchwise operation as well as in a flow-system operation. Nafion-H was found to be active and very stable catalyst for the preparation of peroxyacetic acid and to be regenerated without the loss of catalytic activity. 相似文献
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以氯化铜、钼酸铵、苯酐、氯化铵、尿素和NaY分子筛为原料,采用苯酐-尿素法制备了酞菁铜/分子筛复合物CuPc/Y.采用等体积浸渍法将金属钯担载在CuPc/Y上制备了Pd-CuPc/Y催化剂,并在醋酸水溶液中考察了其催化甲烷选择氧化合成甲醇反应的性能,结果表明,催化性能与反应温度、溶剂中CH3COOH与H2O的混合比例、对苯醌用量、反应时间等因素有关,在0.5%Pd-0.5%CuPc/Y添加量0.5 g、CH3COOH与H2O体积比4∶1、对苯醌用量1 000 μmol、反应时间3 h、反应温度150 ℃的条件下,甲醇的最佳生成量为1 840 μmol.Pd-CuPc/Y催化剂可以多次循环使用,但由于催化剂流失和催化剂表面的钯粒子聚集的原因,循环使用后的催化剂催化活性有所下降.Pd-CuPc/Y在醋酸溶液中催化甲烷选择氧化合成甲醇是亲电取代反应和活性氧物种氧化共同作用的结果. 相似文献
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The pyrolysis of Pubescens over Ni/C catalyst was studied at 350 °C in H2 flow. The presence of Ni/C catalyst efficiently improved the degradation of raw materials, and produced bio-oil with high content of phenols but low contents of acetic acid, furfural and water. In the reaction, Ni/C catalyst plays the role of catalytic decomposition and catalytic hydrogenation. The existence of the carbon carrier favors the formation of active Ni in small sizes with more defects, which results in high catalytic activity of Ni in biomass decomposition and selective production of phenols. 相似文献
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在相转移条件下,研究了杂多化合物在苄醇,环己醇氧化反应中的催化活性.六种Keggin结构杂多酸的催化活性按GeMo~12(H~4GeMo~12O~40的简写,其余类推,PW~12,PMo~12,SiMo~12,GeW~12,SiW~12顺序下降,杂多酸中的质子可分别被其它阳离逐渐取代而达到酸性修饰. H~3PW~12O~40随着其质子逐步被Na^+取代,酸性下降,催化活性大大提高;杂多酸(盐)的催化活性随体系pH值的改变将发生奇妙剧烈的变化;单缺位杂多化合物显示出较饱和杂多酸(盐)更高催化活性.溶剂对催化活性有明显影响. 相似文献
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Kaur J. Kozhevnikova E. F. Griffin K. Harrison B. Kozhevnikov I. V. 《Kinetics and Catalysis》2003,44(2):175-182
The Friedel–Crafts acylation of anisole (AN) with acetic anhydride (AA) and the Fries rearrangement of phenyl acetate in the liquid phase catalyzed by bulk and silica-supported heteropoly acids (HPA), mainly H3PW12O40 (PW), have been studied. In anisole acylation, PW exhibits very high activity, yielding up to 98% para and 2–4% ortho isomer of methoxyacetophenone (MOAP) at 90-110°C and an AN/AA molar ratio of 10–20. The reaction appears to be heterogeneously catalyzed; no contribution of homogeneous catalysis by HPA was observed. PW is almost 100 times more active than the zeolite H-Beta, which is in agreement with the higher acid strength of HPA. The PW catalyst is reusable, although gradual decline of activity was observed due to the coking of the catalyst. The acylation is inhibited by the product because of adsorption of MOAP on the catalyst surface. In contrast to anisole, the acylation of toluene with HPA is far less efficient than that with H-Beta. Evidence is provided that the activity of HPA in toluene acylation is inhibited by preferential adsorption of acetic anhydride on the catalyst. It is demonstrated that PW is a very efficient and reusable catalyst for the Fries rearrangement of phenyl acetate in homogeneous or heterogeneous liquid-phase systems at 100–150°C. 相似文献
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杂多酸的固载化─关于制备负载型酸催化剂的一般原理 总被引:10,自引:0,他引:10
杂多酸同时具有酸和氧化-还原的催化特性,有着很广泛的应用前景.这类化合物在一系列精细合成中取代硫酸作为催化剂以满足环保的要求,显示出了很大的潜力.杂多酸固载化后,不仅能在液相氧化和酸催化反应中把催化剂从反应介质中很方便地分离出来,而且还为这类均相催化反应的多相化,甚至利用催化蒸馏新工艺等创造了应有的条件,可以使生产工艺大大简化,获得更广泛的应用.本文以很好表征过的多种孔性材料,包括氧化物,如Al_2O_3、SiO_2、TiO_2、硅藻土、膨润土和来源不同的活性炭为载体,考察了负载杂多酸催化剂的催化活性.在大量前期工作的基础上,通过总结载体对固载杂多酸催化活性的影响等,探讨载体的内在性质在杂多酸固载、吸附和催化反应中的作用本质,为由吸附法制备各种负载型固体酸催化剂在液相中的应用提供可资参考的模型. 相似文献
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Heterpolyacids (HPAs) demonstrate catalytic activity for oxidative and acid-catalyzed hydrocarbon conversion processes. Deactivation and thermal instability, however, have prevented their widespread use. Herein, ab initio density functional theory is used to study the thermal decomposition of the Keggin molecular HPA structure through the desorption of constitutional water molecules. The overall reaction energy and activation barrier are computed for the overall reaction HnXM12O40-->Hn-2XM12O39+H2O. and subsequently used to predict the effect of HPA composition on thermal stability. For example, the desorption of a constitutional water molecule is found to be increasingly endothermic in the order silicomolybdic acid (H4SiMo12O40)相似文献