论文部分内容阅读
邻苯二甲醛(OPA)是近年开发出的一种新型医用消毒剂,与传统戊二醛消毒剂相比,具有用时较短、杀菌性能优异等特点,广泛应用于医药及医疗器械的消毒。邻苯二甲醛的传统合成工艺存在着成本较高、催化剂回收困难及环境污染较大等缺点。本文以邻苯二甲醇为原料、过氧化氢为氧化剂,在制备的负载型催化剂的作用下,对邻苯二甲醛的合成工艺进行了探讨。首先对催化剂的载体和活性组分进行了筛选,以浸渍法制备催化剂,探讨了不同浸渍方法对催化剂结构和性能的影响。设计单因素实验,对催化剂的制备条件进行初步筛选,在单因素实验的基础上采用正交设计实验,考察了负载量、浸渍时间、焙烧温度对催化剂性能的影响,确定优化的催化剂制备工艺。在制备的负载型催化剂的催化作用下,对过氧化氢催化氧化合成邻苯二甲醛工艺进行了研究,考察了双氧水加量、反应时间、反应温度对邻苯二甲醛合成收率的影响,得到了单因素实验参数;在单因素实验基础上,采用响应面法对工艺参数进行优化,确定催化氧化的最佳合成工艺条件;并考察了超声波对该反应的强化效应。得到以下结论:(1)催化剂的最佳制备条件:采用分步浸渍工艺,先浸渍钴、后浸渍钼,钴、钼的质量分数含量分别为5%、13%,浸渍时间为12 h,500℃条件下焙烧3 h。在此条件制备的催化剂可大大提高邻苯二甲醛的收率,并且污染小,易回收,对过氧化氢氧化邻苯二甲醇合成邻苯二甲醛具有良好的催化活性。(2)过氧化氢催化氧化合成邻苯二甲醛的最佳合成工艺参数:反应时间为3 h、反应温度为81℃、双氧水加量15 g、催化剂选用0.3 g Co/Mo/γ-Al2O3。此条件下得到的邻苯二甲醛收率为51.4%。考察了超声波对邻苯二甲醛合成工艺的强化作用,强化后邻苯二甲醛的收率可达55.6%,收率提高了4.2%,表明超声场对邻苯二甲醛的合成具有促进作用。该合成工艺具有绿色环保,无污染,催化剂易回收、污染小等优点,是邻苯二甲醛的优选合成工艺。(3)使用不同表征手段,如TG-DTA、XRD、BET、SEM、XPS、NH3-TPD等,对催化剂的结构及性质进行表征,证明催化剂具有高分散性、结构稳定的性质,完全满足合成工艺需求。(4)采用红外光谱、核磁氢谱及气相色谱等分别对邻苯二甲醛的结构、收率进行了表征,结果表明:合成产物具有预期结构,收率可达55.6%。