基于多金属氧酸盐的介孔离子催化剂催化苯一步氧化制苯酚（英文）

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.     

硅钼钒和硅钨钒杂多酸的制备及其在苯直接羟基化制苯酚中的活性研究

本文采用分步反应、分步酸化法制备了硅钼钒和硅钨钒杂多酸,用等离子原子发射光谱、热重分析、红外、紫外、粉末X射线对制备的化合物进行了表征。结果表明,制备所得化合物为Keggin结构的杂多酸。同时,本文还用该杂多酸作催化剂,研究了其对由苯直接氧化羟基化合成苯酚的催化活性,结果显示,在本文条件下,用所合成的杂多酸作催化剂,可获得17.2%苯酚收率和高于90%的苯酚选择性。     

铁－铜－锰氧化物／海泡石催化剂对苯羟基化为苯酚的催化作用

铁－铜－锰氧化物／海泡石催化剂对苯羟基化为苯酚的催化作用曹声春，黄孟光，李克，杜兴军（湖南大学化工系，长沙４１００８２）关键词氧化铁，氧化钢，二氧化锰，海泡石，负载型催化剂，苯，羟基化，苯酚由苯合成苯酚的现行方法存在着反应步骤多，工艺过程复杂，总转化...     

磷钼钒杂多酸催化苯制苯酚的研究

将磷钼钒杂多酸应用于以过氧化氢作氧化剂,冰醋酸作溶剂的苯一步氧化制苯酚反应中,分别考察了杂多酸、过氧化氢和冰醋酸的用量,以及反应温度和反应时间等因素对苯制苯酚反应的影响,并通过单因素实验方法确定了较为适宜的工艺条件.     

Keggin型磷钼钒季铵盐催化氧化苯制苯酚反应研究

采用分步反应、分步酸化法制备了磷钼钒缺位型杂多酸,用（C4H9）4N^＋（以下简写为Bu4N^＋）阳离子取代杂多酸中H^＋作为反荷离子合成了杂多季铵盐（用于苯氧化制苯酚反应）．FT-IR分析反应前后催化剂结构的变化．以苯为原料,乙酸为溶剂,30％H2O2作氧化剂,系统考察了催化剂类型、催化剂用量、氧化剂用量、反应时间及温度对反应的影响．实验结果表明,56．4mmol苯在（Bu4N）5PMo10V2O40用量0．25mmol,30％H2O2用量10mL,溶剂乙酸10mL,70℃条件下回流反应6h,苯酚收率可达到27．9％．     

氧气直接氧化苯制备苯酚

苯酚是重要的化工原料,其工业生产主要是通过异丙苯氧化法制备,该方法存在制备流程长、消耗丙烯多以及产生大量副产物等不足。苯直接氧化制备苯酚,特别是氧气直接氧化苯制备苯酚,因其步骤少、操作成本低、环境友好等特点已成为苯酚绿色制备的研究热点。本文较为系统地总结了氧气氧化苯液相法合成苯酚的研究工作,综述了该反应体系下的反应机理以及所使用的催化剂、还原剂等;归纳了反应温度、反应压力、还原剂用量及反应溶剂等反应条件对苯酚产率的影响;分析了目前氧气直接氧化苯液相法制苯酚研究中存在的问题,并总结了未来的研究方向。     

H5PMo10V2O40/SBA-15催化剂的制备及其催化性能

以Keggin型杂多酸H5PMo10V2O40为主体,SBA-15介孔分子筛为载体,利用溶胶-凝胶法制备了不同负载量的H5PM10V2O40/SBA-15负载型催化剂,通过XRD、FTIR、TEM、H2-TPR和N2吸脱附法对样品进行了分析和表征,并将制得的负载型催化剂应用于苯氧化苯酚的反应中,研究了不同条件(温度、时间和催化剂用量等)下的催化性能.研究结果表明:H5PMo10V2O40杂多酸能均匀地分散于SBA-15孔道中且SBA-15的六方介孔结构并未发生改变:较好地解决了活性组分大量溶脱的问题;与H5PMo10V2O40杂多酸相比,H5PMo10V2O40/SBA-15催化剂在苯氧化为苯酚的反应中具有更高的转化率和更好的选择性,当反应温度为70℃,催化剂的使用量为0.25 g,反应时间为2 h和H5PMo10V2O40负载量为60%时苯酚的选择性达到了82.53%.     

用于苯与分子氧羟基化制苯酚的长链脂肪胺修饰的杂多酸催化剂

 将十二胺或十八胺与磷钼钒杂多酸结合, 制备了有机-无机杂化催化剂, 并在高压釜中考察了它们在苯与分子氧羟基化制苯酚反应中的催化性能. 结果表明, 当十二胺与杂多酸的摩尔比为 4:1 时, 所制备的杂化催化剂上苯酚产率为 11.5%, 大大高于纯杂多酸催化剂上的 3.9%. 结合长链脂肪胺与杂多酸之间的相互作用, 以及杂多酸的“假液相”特性, 初步讨论了长链脂肪胺的促进作用.     

硅钼钒和硅钨钒杂多酸催化过氧化氢直接氧化苯制苯酚的活性研究

以自制的两种Keggin型杂多酸,硅钼钒杂多酸和硅钨钒杂多酸作催化剂,冰醋酸作溶剂,过氧化氢作氧化剂,研究了由苯直接羟基化制苯酚的催化活性,发现对于所研究的体系,即苯为0.02mol,过氧化氢为0.16mol,冰醋酸为0.24mol,当杂多酸的用量为0.10~0.15mmol、反应温度323K、反应时间80min时,硅钼钒和硅钨钒上苯酚的收率分别可达17.2%和4.3%,选择性达90.3%和87.4%.     

羟基磷酸铜催化剂催化羟化苯酚动力学研究

利用初始反应速率动力学方法研究以过氧化氢为氧化剂.羟基磷酸铜为催化剂催化氧化苯酚的动力学.对催化剂的用量、过氧化氢和苯酚浓度以及温度的影响进行了仔细研究.反应物和催化剂对该反应都是一级的,表观活化能为12kJ/mol.在考虑到所有的吸附平衡后.给出了相应的动力学公式.     

苯直接一步氧化合成苯酚

苯直接一步氧化合成苯酚是开辟苯酚合成路线具有挑战性的热点课题之一.近年来研究和开发了以N2O、H2O2和O23种不同氧化剂体系为核心和主流的苯氧化合成苯酚路线.本文详细综述了目前3种不同氧化体系的研究进展和趋势,分析了各种合成路线的特点和工业应用前景.以N2O为氧化剂合成苯酚路线,技术趋于成熟,但N2O来源受限而影响其经济性和推广应用;以H2O2为氧化剂合成苯酚路线,是环境友好过程,有开发潜力,但技术还很不成熟,而且也因H2O2价格昂贵带来了经济成本问题;以O2为氧化剂、氢气为还原剂体系合成苯酚路线,是环境清洁可持续发展制备路线,具有很好的开发潜力,此外无机膜催化合成苯酚路线也更具吸引力.     

Selective oxidation of benzene to phenol over FeAlPO catalysts using nitrous oxide as oxidant

A tetrahedrally coordinated iron in framework substituted microporous AlPO-5 catalysts are shown to be active and selective for the hydroxylation of benzene to phenol, using nitrous oxide as the oxidant.     

2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基促进的钒基催化剂催化苯直接氧化制苯酚

以钒基化合物为催化剂,在TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基)存在下,能形成快速催化分子氧氧化苯制苯酚的催化体系.在反应过程中,由类似芬顿试剂反应过程生成的羟基自由基亲核进攻苯环,形成羟基环己二烯自由基;该羟基氢可在TEMPO存在的催化体系中消除,同时苯环氢可立即转移至氧原子而生成苯酚.在以[(CH3)...     

中孔氧化硅负载铬催化剂上苯高选择性生成苯酚：响应曲面分析法用于反应条件优化

以硝酸铬为前驱体,中孔氧化硅SBA-16为载体,采用简单浸渍法制备了Cr/SBA-16催化剂,并采用广角和小角X射线衍射、N2吸附-脱附、透射电镜和紫外-可见光谱等技术对其进行了表征.同时将该催化剂用于以H2O2为氧化剂的苯直接羟基化制苯酚反应以考察其催化性能.将中心组合设计与响应曲面分析法(RSM)相结合,对影响反应性能的操作变量如反应温度、反应时间及H2O2和催化剂用量进行了优化.结果表明,独立变量和苯酚产率之间的关系可用二阶多项式模型来表达,其相关系数(R2)高达0.985,表明用RSM预测的数值与实验值吻合较好.得到的苯酚选择性较高时的操作条件为：反应温度324 K,反应时间8 h, H2O2和催化剂用量分别为3.28 mL和0.09 g.由此可见,将RSM法用于苯羟基化制苯酚反应条件优化是可靠的.     

不同催化剂对苯酚H2O2羟基化反应的比较

用苯酚、双氧水经羟基化反应合成邻、对苯二酚,在Fe2O3为催化剂的反应系统中,反应诱导期长,且反应剧烈;当以杂多酸盐或Fe/ZrO2为催化剂时,诱导期消失,且羟基化反应平稳。 反应的诱导期可能是由铁的氧化物转化为活性物种Fe3+和Fe2+的过程引起的;在杂多酸盐或Fe/ZrO2催化剂的反应体系中,羟基化反应可能发生在催化剂表面而使反应变得缓慢平稳,反应诱导期消失。     

钒改性六方介孔硅分子筛催化苯羟基化制苯酚

以偏钒酸铵为钒源,采用溶胶-凝胶法合成了不同钒含量的六方介孔硅（V-HMS）分子筛,利用X射线衍射、N2吸附-脱附和程序升温还原(H2-TPR)对合成的催化剂进行了表征,考察了V-HMS对苯羟基化反应的影响。 结果表明,钒进入了分子筛骨架,并且在HMS分子筛上具有较好的分散性。 V-HMS对苯羟基化反应具有良好的催化活性;高分散的钒氧物种有利于提高苯的羟基化反应性能,溶剂乙腈对反应促进作用明显。 乙腈为溶剂,w(V(5.8)-HMS)=2%,60 ℃反应5 h,苯酚收率达到18.55%,选择性达到100%。     

掺杂Fe作为第二种金属组分的V-HMS催化剂的苯羟基化反应

采用浸渍法在V-HMS中引入第二种金属组分(Fe、Al、Cu、Ni、Co、Mo、Cr)以提高催化剂在H2O2为氧化剂的苯羟基化反应中的催化性能.筛选发现,Fe在所研究的金属组分中最为有效.进一步采用共合成法制备了一系列FexVy-HMS催化剂.采用粉末X射线衍射、N2物理吸附、透射电子显微镜、NH3程序升温脱附、H2程序升温还原等手段对催化剂的结构和性质进行表征,结果表明,HMS仍保持介孔结构,Fe的加入在催化剂中产生了新的酸性位和更强的氧化还原性.在苯羟基化反应中,钒物种是反应活性物种,铁物种起助剂作用,其中Fe0.04V0.06-HMS具有最高的催化活性,苯酚收率由不含Fe的Fe0.00V0.06-HMS的13.1%提高到18.1%.提出了Fe、V参与反应过程的可能机理.