论文部分内容阅读
二苯基甲烷是精细化工的重要原料之一，应用领域广泛，具有广阔的市场前景。近年来，由于二苯基甲烷产品需求量激增，二苯基甲烷的市场需求扩大。因此，寻找和开发一种绿色、高效且对环境友好的催化体系，成为合成二苯基甲烷的研究热点。 杂多化合物作为新型绿色催化剂，具有高活性、广泛适用性、腐蚀性小以及毒性低等优点，可以在分子和原子水平上，通过改变组成元素调节其催化性能，在催化领域中受研究人员的广泛重视。本文合成了 Dawson型磷钼钒铁盐催化剂，对其结构进行了表征，并将其应用于合成二苯基甲烷的反应中，主要的研究内容如下： 1. Fe2H2P2Mo16V2O62·41H2O的合成及表征 合成 Dawson型磷钼钒铁盐 Fe2H2P2Mo16V2O62·41H2O，采用感耦等离子体发射光谱（ICP）、傅里叶变换红外光谱(IR)、X射线衍射（XRD）、热重分析（TG）、X射线能量色谱（EDS）表征了杂多化合物的结构，结果表明，合成的化合物具有 Dawson型杂多化合物的结构特征。 2. Fe2H2P2Mo16V2O62·41H2O催化合成二苯基甲烷的研究 研究了 Fe2H2P2Mo16V2O62·41H2O（FeHPA）催化合成二苯基甲烷反应的催化活性，并对反应的工艺条件进行了优化。最适宜的反应条件为：催化剂用量为0.1g，氯化苄用量为10mmol，苯与氯化苄的摩尔比为 n(C6H6)﹕n(C7H7Cl)=6﹕1，反应时间1h，反应温度80℃的条件下，氯化苄的转化率达到99.5％，二苯基甲烷的选择性达到98.7%。 比较 Dawson型磷钼钒杂多酸 H8P2Mo16V2O62·41H2O（HPA）和FeHPA在催化合成二苯基甲烷反应中的催化性能。结果表明，H P A在反应中具有一定的催化性能，而 FeHPA比 H P A表现出更高的催化活性，即引入铁原子后大大提高了杂多酸的催化活性。 3.改性凹凸棒固载杂多酸铁盐催化剂的制备及表征 以硅烷偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）改性凹凸棒（ATP）载体，采用浸渍法制备了负载型杂多酸铁盐 FeHPA，对其进行傅里叶变换红外（FTIR）、X射线衍射（XRD）、比表面积测定（BET）、热重（T G）、扫描电镜（S E M）等表征，结果表明，催化剂负载后保留了 Dawson型结构特征，与非负载催化剂相比其比表面积和热稳定性均有所提高，且负载型催化剂的分散性良好。 4.改性凹凸棒固载杂多酸铁盐催化合成二苯基甲烷的研究 Dawson型磷钼钒杂多酸铁盐FeHPA负载至硅烷化凹凸棒ATPAPTES载体上得负载型催化剂 FeHPA/ATPAPTES，并用于催化合成二苯基甲烷的研究，结果表明，FeHPA/AT P A P T E S具有良好的催化活性。烷基化反应的最佳条件为：负载量为30%的 FeHPA/ATPAPTES催化剂的用量为0.2g，氯化苄的用量为10mmol，苯与氯化苄的物质的量比为8︰1，反应时间1h，反应温度80℃。在此条件下，氯化苄的转化率达到99.3%，二苯基甲烷的选择性达到99.2%。 然而，催化剂 FeHPA/ATPAPTES在重复使用过程中，存在催化活性下降的现象，失活的主要原因是由催化剂 FeHPA/ATPAPTES表面积碳引起的，积碳覆盖在催化剂 FeHPA/ATPAPTES的表面，导致催化剂的比表面积和酸性下降，即催化剂的活性组分减少，进而影响重复利用性直至失活。