探索萘气相催化氧化制备萘醌催化剂研究

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1、郑州大学硕士学位论文萘气相催化氧化制备萘醌催化剂研究姓名：陈金钟申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：刘国际;雒廷亮2002.5.8———————————————————————————一、n，n^^．摘要：萘醌是精细化工的重要原料，广泛用于医药、染料、香料、农药、增塑剂等的中间体，是合成橡胶、树脂的聚合调节剂，又是合成新型造纸蒸煮助剂的重要原料。萘醌的常用制备方法是液相氧化法，此方法存在生产量小、污染大、废液很难处理、很难实现大规模生产等缺点。采用萘的气相催化氧化制l，4一萘醌的方法，成本低，产品除1，4一萘醌外，副产品主要是邻苯二甲酸酐，较易分离；而且此法较适合工业规模生产：本文主

2、要对萘的催化氧化制备萘醌的催化剂进行了研究。首先通过催化剂活性组分的选择实验，以催化剂在反应中表现出的活性(即对萘的转化率、对萘醌的选择性和萘醌的收率)作为优化指标，对常用的选择性催化氧化催化剂活性物作了对比实验，选择对萘醌的生成有利的活性组分V20s，并进一步确定使用复合型催化剂对萘醌有较好的选择性。通过助催化剂的实验研究，可知氧化性不太强的Pb(N03)2、SnS04、Fe2(S04)3、FeS04·7H20等金属盐，其选择性比较高。其次通过助催化剂的选择实验及各个组分之间的交互影响实验，对萘气相催化氧化反应制备萘醌的催化剂助剂进行了优化。，，l稳定性助催化剂的研究表明：K2s04和K

3、2S207的混合物作为稳定性助催化剂，比文献中单用K2S04作稳定性助催化剂的效果要好。K2SO。和K2S207的混合比率在2：1时，催化剂的活性和选择性最大。而对结构型助催化剂的研究表明：扩孔剂对催化剂的选择性有一定的影响。以催化剂的比表面积大小作为考察目标，通过萘的催化氧化制备萘醌的催化剂载体的选择实验可知：硅铝胶、活性白土、白炭黑是萘催化氧化制萘醌反应的优良催化剂载体。实验进一步证明：萘气相氧化制萘醌反应的活性和选择性明显的依赖于载体的种类和性质。大比表面积的郑州大学硕士学位论文旦白炭黑是最好的制各萘醌的载体。萘的催化氧化反应温度对催化剂的活性影响很大，温度的适当提高有利于催化剂的活

4、性；但是温度的提高，产物深度氧化加剧，不利于生成萘醌的选择性氧化。催化剂的制备方法导致催化剂表现出的性能也不同。V205催化剂用浸渍法制备显然比一般的混合熔融法效果好；本文中考察压片压力和煅烧温度及煅烧时间对催化剂孔结构及其活性的影响，确定了萘气相催化氧化制备萘醌过程中催化剂制造的最佳的压力、煅烧温度和煅烧时间：压片的压力对催化剂活性和比表面积有一定的影响，在一定的范围之内压力越大，催化剂比表面积及活性越小，催化剂强度越大。综合工业催化剂对强度及活性的要求，较好的压片压力在6．5-7．5Mpa：催化剂煅烧过程中煅烧温度对催化剂滑

5、生有较大的影响，同时影响萘醌的收率和萘醌的选择性，催化剂制备

6、中煅烧温度存在一个较合适的值，大约在725K左右：煅烧时间对萘醌的收率和萘的转化率的影响与催化剂选择性的影响是相矛盾的，根据反应实际要求情况最好煅烧温度在4小时左右。I＼1关键词：催化氧化；萘；萘醌；催化剂；耄时体；助催化剂：十了{—萘醌一～的制备：气相催化：郑州大学硕士学位论文坐Abstract1．4一naphthoquinoneisaIlimportantorganicproduct．Conventionallychemicalsynthesisof1,4-naphthoquinoneandElectro—oxidation,havetheweaknessessuchasheavypo

7、llutionandcomplextechnologicalprocess．Productfor1,4一naphthoquinonebyair-catalyticoxidationfromnaphthaleneCanovercomethesedefects．Thecostof1,4一naphthoquinonebyair-catalyticoxidationfromnaphthaleneislow；Theproductoftheprocessismainly1,4一naphthoquinone，theby-productiseasytoseparatefrom1，4一naphthoquin

8、one．ThisprocessisagreenchemicaltechnologyofwidelyiudtmUdalapplicationandhasbxghvalueofecouo“fics，tecbaologyandenvironmentalpreservation．Thepaperhavestudiedthecatalystsforl，4一naphthoquinonebyair-catalyticoxidation