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苯酚是一种重要的有机化工原料,在工业上具有广泛地应用。相对于目前生产苯酚最主要的方法-异丙苯法,由苯直接制备苯酚具有最高的原子利用率,符合当代社会对工业生产必须具备绿色、环保和可持续发展的要求,受到了广大科研工作者们越来越多的关注。但苯环的C-H键具有很高的解离能,难以被活化;另一方面,一旦苯环发生羟基化反应,很容易进一步被羟基化成二酚和醌等过度羟基化的产物。因此,实现苯的直接羟基化制备苯酚的工业生产关键在于解决苯的C-H键的催化活化和反应选择性问题。但要设计符合生产需求的高效、高选择性的催化剂是具有挑战性的,这里既涉及配位催化的问题,也包含材料化学的内容,是一个多学科交叉的研究领域,具有重要的理论和现实研究意义。论文在课题组前期研究的基础上,对苯直接羟基化制备苯酚展开了研究,主要内容分为以下三个部分:(1)催化苯羟基化制备苯酚定量分析方法的选择利用气相色谱仪作为苯羟基化中苯的转化率和苯酚产率的定量分析仪器,考察和比较了单点加入法、面积归一化法、校正曲线法、单点内标法和内标-标准曲线法作为其定量分析的误差,从而得出内标-标准曲线法是最为准确的定量分析方法,不仅可以最大限度地减小系统误差,还能减小由于个人主观因素所导致的随机误差。其次,考虑校正因子的单点内标法也是一种比较可行的定量分析方法。(2)二核铁配合物催化苯及单取代苯羟基化的研究受Fenton试剂产生羟基自由基的启发,本节中合成了二核铁(Ⅱ)配合物[Fe2L2(μ2-Cl)2Cl2](L=N,N-二(吡啶-2-亚甲基)-丙基-2-炔-1-胺)。我们不仅研究了对苯羟基化的催化羟基化,还对其催化底物进行了拓展,从催化数据得出,与苯环上取代基为吸电子基的底物相比,其催化羟基化苯环上取代基为给电子基的底物的催化活性更高,而催化单取代苯羟基化的选择性则与之相反。结果还表明,催化单取代苯羟基化的取向不仅与电子效应有关,而且还与空间位阻效应密切相关。(3)铁配合物功能化的二氧化硅介孔材料的制备、表征及其催化苯羟基化的研究在本节中,制备了二种铁配合物功能化的二氧化硅介孔材料PMO-Fe(L1)(L1=二(吡啶-2-甲基)胺)和PMO-Fe(L2)(L2=(2-羟基苄基)(2-吡啶基甲基)胺),并对这二种材料进行了红外光谱、热重及形貌表征,从形貌分析可以得出,得到二氧化硅材料介孔结构,孔径介于3-5 nm,且具有比较大的比表面积。将其应用于直接催化苯制备苯酚的反应中,这两种二氧化硅介孔材料均表现出不错的催化效率,并在回收重复利用4次后,其反应活性也未有显著的降低。