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随着天然气的深度开采,天然气逐渐呈现高酸性、高硫化氢以及高硫醇含量的特点。为了满足环保和生产要求,天然气脱硫醇问题越来越受到重视。目前,工业上天然气脱硫醇主要采用碱洗法,存在脱硫醇不彻底,碱液不能再生等缺点。今后的发展趋势是采用类似于在炼厂广泛应用的液化气Merox抽提-氧化脱硫醇法进行天然气脱硫醇,但该方法所用的酞菁钴类催化剂,存在容易聚集的缺陷,导致催化氧化硫醇钠活性降低。本文旨在设计并合成碱溶性好、不易聚集且具有较高催化氧化活性的酞菁金属类催化剂,为其今后在天然气脱硫醇领域的应用提供基础。为改善酞菁金属类催化剂的溶解性,设计了分子中带有8个羧基取代基的新型酞菁(金属)配合物--四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁(金属)。以4-硝基邻苯二甲腈和5-羟基间苯二甲酸为原料,合成了4-(3,5-二羧基苯氧基)邻苯二甲腈,并通过柱色谱方法进行提纯。利用红外光谱、核磁共振氢谱方法对其进行表征。采用DBU液相催化法合成了四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁及四种新型酞菁金属配合物:四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁钴、四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁铜、四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁锌以及四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁镍。利用红外光谱、UV-Vis光谱、质谱以及XRD对酞菁及其金属配合物的结构和物相进行了表征,确定了其结构。酞菁(金属)类化合物在极性溶剂(溶液)中容易发生聚集,且聚集会导致其催化氧化硫醇钠性能降低。采用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析手段,对酞菁及其金属配合物进行了聚集性能研究。结果表明,四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁钴比其他四种化合物具有更好的稳定性,在溶液中不易发生聚集,为获得稳定性较好的酞菁金属催化剂提供了参考。研究了四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁钴在10wt%NaOH、水以及DMF三种不同极性溶剂(溶液)中的溶解性能,随着溶剂(溶液)极性的增强,四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁钴的溶解度逐渐增大,表明四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁钴具有较大的极性。与三种工业催化剂在10wt%NaOH中进行溶解度对比,发现四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁钴具有更好的碱液溶解性。四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁钴对于乙硫醇、正丙硫醇、正丁硫醇、叔丁硫醇所形成的硫醇钠均表现出较好的催化氧化活性,并且对不同结构硫醇钠具有不同的催化转化效果。与三种工业应用催化剂相比,四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁钴催化氧化硫醇钠性能明显较强,无论是初始催化转化率还是最终催化转化率,均高于目前工业应用的三种催化剂,并且该催化剂具有在碱液中稳定性相对好的优点。综合表明,四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁钴催化剂具有良好的工业应用前景。对四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁钴催化剂在碱液中的稳定性机理进行了解释,氢键作用、溶剂化作用以及空间位阻效应,共同使得四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁钴在碱液中不容易聚集,具有较好的稳定性。分析了四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁钴催化氧化硫醇钠机理,为今后四-β-(间二羧基苯氧基)酞菁钴催化剂的工业应用提供了理论支持。