学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

清洁催化氧化环己烯合成己二酸的研究

作　者: 南慧芳
导　师: 周彩荣
学　校: 郑州大学
专　业: 化学工艺
关键词: 己二酸 环己烯 介孔材料SBA-15 比表面积 热力学性质
分类号: TQ225.146
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 44次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文用热稳定性良好的磷钨杂多酸（简记为PW）对呈现弱酸性的SBA-15介孔材料进行改性,以提高催化剂的酸性和催化活性。采用后合成法制备出新型PW/SBA催化剂,该催化剂的制备过程简便且对环境无污染,目前还未见有文献报道使用该催化剂来合成已二酸。本文根据环己烯的分子结构特点,以30%（wt%）的H2O2为氧化剂,采用“一锅煮”的反应方式一步合成己二酸,该工艺不需要有机溶剂,基本上使反应过程实现了绿色化。首先确定出合成己二酸的预实验方案,再运用正交试验法和单因素实验法进一步优化合成工艺,最后得出较优的工艺路线和合成工艺条件。其条件为:反应时间9h,反应温度80℃,催化剂用量1.75g,n（H2O2）:n（环己烯）=5.47:1（环己烯以5.3mL,0.0497mol计）,反应开始加入30%（wt%）的H2O214mL,3.5h后加入另外1/2量的H2O2。用毛细管气相色谱仪内标法定量分析己二酸产品,使用10%H2SO4-CH30H溶液对己二酸进行甲酯化反应,再用三氯甲烷萃取,有机相经过干燥后,用气相色谱仪进行分析。用市售已二酸作为标准品,进行验证试验,该方法的酯化率可达100%,证实了此方法的可行性。用数字熔点仪测定产品的熔点,用傅里叶红外光谱仪测定其IR光谱图,并和已二酸标准品的IR光谱图作对比,结果证实了本工艺合成的产物是己二酸。依据热分析技术和BET多点吸附-脱附原理对制备出的催化剂PW/SBA的一系列性质进行了表征。测定了PW/SBA的DSC和DTG曲线,结果表明该催化剂具有较高的热稳定性;测定了PW/SBA的氮气吸附-脱附等温线,得出该催化剂的比表面积SBET为367.1m2·g-1,孔容V为0.2cm3·g-1,孔径R为1.089nm。用XRY-1C氧弹式热量计测得己二酸的标准摩尔燃烧焓为-2801.0 kJ·mol-1,并用萘做标准物检测了仪器的可靠性,其测定值与实验值的绝对误差为5.6kJ·mol-1,相对误差为0.109%。根据热力学原理,计算出已二酸的标准摩尔生成焓为-989.21 kJ·mol-1。同时还用DTG-60差热-热重分析仪测定了已二酸的熔点和熔化焓,其值分别为152.5℃和-2520J·g-1(即-368.27 kJ·mol-1)。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
第一章 绪论  10-22
  1.1 己二酸的物化性质  10
  1.2 己二酸的用途  10-11
  1.3 己二酸的工业生产方法  11-15
    1.3.1 苯酚法  11-12
    1.3.2 环己烷空气氧化法  12-13
    1.3.3 环己烯法  13
    1.3.4 丁二烯法  13-14
    1.3.5 生物合成法  14-15
  1.4 环己烯法合成己二酸的研究进展  15-20
    1.4.1 一步氧化法  16
    1.4.2 分步氧化法  16-17
    1.4.3 国外环己烯法  17-19
    1.4.4 国内环己烯法  19-20
  1.5 开展本课题的目的和意义  20-21
  1.6 本课题研究的主要内容和方法  21-22
第二章 催化剂的设计、制备、性能测试及表征  22-33
  2.1 催化剂的设计依据  22-23
  2.2 化学试剂与实验仪器  23-24
    2.2.1 化学试剂  23
    2.2.2 实验仪器  23-24
  2.3 实验主要装置图  24
  2.4 合成SBA-15的实验步骤及方法  24-25
  2.5 催化剂制备方案一  25-26
    2.5.1 SBA-15后铝化处理  25
    2.5.2 氮气保护气氛下合成双体催化剂Ti-Al-SBA-15  25-26
  2.6 催化剂制备方案二  26
    2.6.1 催化剂PW/SBA-15的制备  26
  2.7 催化性能测试  26-28
    2.7.1 所用试剂及仪器  26
    2.7.2 双体催化剂TiAlSBA-15催化性能测试  26-27
    2.7.3 无有机溶剂下PW/SBA的催化性能测试  27-28
  2.8 催化剂的表征  28-31
    2.8.1 实验仪器  28
    2.8.2 催化剂的热分析  28-30
    2.8.3 比表面积及孔隙度分析仪  30-31
  2.9 本章小结  31-33
第三章 己二酸的纯度分析及合成工艺优化  33-48
  3.1 实验仪器与试剂  33
    3.1.1 实验仪器  33
    3.1.2 实验试剂  33
  3.2 实验装置图  33-34
  3.3 环己烯氧化合成己二酸的工艺流程图  34-35
  3.4 己二酸标准工作曲线的测定  35-37
    3.4.1 仪器与试剂  35
    3.4.2 分析原理  35
    3.4.3 标准工作曲线的测定步骤  35-37
    3.4.4 酯化率的测定  37
  3.5 环己烯氧化合成己二酸的预实验  37-38
  3.6 环己烯氧化合成己二酸的正交试验  38-45
    3.7.1 反应时间对己二酸收率的影响  41
    3.7.2 催化剂的用量对己二酸收率的影响  41-42
    3.7.3 反应温度对己二酸收率的影响  42-43
    3.7.4 加料方式对己二酸收率的影响  43-45
  3.8 催化剂的循环利用  45
  3.9 放大实验  45
  3.10 合成己二酸结构验证  45-46
    3.10.1 熔点测定  45-46
    3.10.2 产品己二酸的红外图谱  46
  3.11 本章小结  46-48
第四章 己二酸热力学数据测定和关联  48-56
  4.1 化学试剂与实验仪器  48
    4.1.1 化学试剂  48
    4.1.2 实验仪器  48
  4.2 己二酸标准燃烧焓和标准生成焓  48-53
    4.2.1 燃烧焓测定原理  48-49
    4.2.2 实验步骤  49-50
    4.2.3 温度的测量及量热计绝热效果分析  50
    4.2.4 量热计的热容及己二酸的燃烧焓的计算  50-52
    4.2.5 仪器及方法可靠性检验  52
    4.2.6 己二酸的标准生成焓  52-53
  4.3 热分析结果  53-55
  4.4 本章小结  55-56
第五章 结论  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-63
附录一:攻读硕士学位期间论文发表情况  63

相似论文

  1. 芳烃化合物和含氮化合物对活性炭脱硫的影响,TE624.5
  2. SAMPAVE应力吸收层混合料沥青用量预估模型研究,U414
  3. 绿色塑料聚乳酸的增韧改性研究,TQ320.1
  4. 萘普生的工艺改进和工程数据的测定,TQ463.2
  5. 电化学电容器用电极材料的制备及其储电性能,TM53
  6. 亚热带主要树种细根归属识别与形态构型特征分析,S718.4
  7. 自洽平均场理论在一维亚铁磁链中的应用,O482.5
  8. 镁渣脱硫剂反应特性的实验研究,X701.3
  9. 大米中淀粉与蛋白的分离及大米多孔淀粉的制备,TS231
  10. 分子筛和介孔材料催化剂上环己烯/分子氧环氧化反应研究,TQ203.2
  11. 连续法合成己二酸二甲酯的膜反应过程研究,TQ225.24
  12. 环己醇催化氧化合成己二酸的研究,TQ225.146
  13. 磷钨、钼酸季铵盐催化双氧水环氧化环己烯合成环氧环己烷的研究,TQ231.1
  14. 利用沙漠沙制造混凝土骨料,TU528
  15. 非晶合金形成熔体的热力学性质、脆性和非晶形成能力相关性研究,TG139.8
  16. 己二酸二甲酯反应—吸附耦合技术的研究,TQ225.24
  17. 苯选择加氢制环己烯的研究,TQ231.2
  18. 氮杂半冠醚配体催化CO_2与氧化环己烯的不对称交替共聚反应研究,O643.32
  19. 温和条件下负载型纳米金催化剂上环己烯氧化研究,TQ203.2
  20. 两种丁二酸丁二醇共聚酯基共混物相容性与结晶行为的研究,O631.3

中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本有机化学工业 > 脂肪族化合物（无环化合物）的生产 > 脂肪族羧酸及其衍生物 > 脂肪酸及其衍生物 > 饱和二元酸 > 己二酸
© 2012 www.xueweilunwen.com