萘羟基化制备萘酚的研究

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萘酚是一种重要的有机原料,主要用于涂料、香料、橡胶增塑剂和农药等领域。目前,工业生产的最主要方法是磺化法合成,其缺点是污染物排放严重,工艺流程长。因此,开发绿色经济合成工艺及催化剂具有重要现实意义。本论文制备的金属-MCM-41分子筛、杂多酸单体及杂多酸-MCM-41分子筛三种萘羟基化制萘酚催化剂,同时对萘羟基化制萘酚反应进行研究,考察反应温度、时间、反应物配比、活性组分负载量等因素对反应的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱分析仪(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)及氮吸附比表面积检测仪对催化剂进行表征,采用薄层色谱板(TLC)对反应产物进行分析。研究结果表明:(1)杂多酸-MCM-41分子筛催化剂对萘羟基化制萘酚反应的催化性能较好;采用H4PMo11VO40/MCM-41为催化剂,萘制萘酚的最佳反应条件为:H4PMo11VO40/MCM-41作为催化剂,杂多酸H4PMo11VO40负载量为7.5%。在此条件下,萘转化率为33.84%,1-萘酚选择性为45.2%,2-萘酚选择性为10.8%。(2)改性后MCM-41能较好的保持MCM-41分子筛的六方相特征和介孔结构。(3)其中以杂多酸H4PMo11VO40为催化剂考察反应条件对萘羟基化反应影响,随着温度升高,萘的转化率和萘酚的选择性均会升高,在温度为65℃附近时,萘的转化率达到最大值为27.15%,萘酚选择性46%。随着反应时间的增加,萘的转化率和萘酚选择性均增加,且达到6h后萘转化率变化不大,1-萘酚选择性达到8h后有所降低,2-萘酚选择性保持平稳。随着双氧水含量的增加,萘的转化率和萘酚选择性均增加。随着催化剂用量的增加,萘的转化率和萘酚的选择性都显著增加。杂多酸-MCM-41分子筛催化剂对萘羟基化制萘酚的选择性和收率具有较大影响,不含钒的杂多酸-MCM-41分子筛负载的情况下能大幅度提高萘转化率及萘酚选择性。
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