沸石分子篩催化苯酐法合成蒽醌反應的研究.pdf

1、蒽醌(AQ)是重要的有機染料中間體，種類繁多，應用廣泛，在有機染料行業(yè)中占有舉足輕重的地位。開發(fā)沸石分子篩固體酸催化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的路易斯酸催化劑可以簡化蒽醌合成工藝，實現(xiàn)蒽醌的綠色合成，具有一定的應用價值和現(xiàn)實意義。本文研究了四種H-型沸石分子篩在苯與苯酐合成蒽醌的?；磻械拇呋阅?，優(yōu)選出較適宜的沸石分子篩HM-3，并在此基礎上進行改性研究。利用吡啶紅外吸附光譜、NH3程序升溫脫附、X射線粉末衍射和BET吸脫附技術等方法對不同改性催

2、化劑進行結構和酸性表征，初步探討了不同改性催化劑結構與性能的關系。 本文在液-固相間歇反應條件下，采用HM-3沸石催化苯與苯酐的Friedel-Crafts酰化反應合成蒽醌。采用氣相色譜技術對反應產物進行分析?？疾炝薍M-3分子篩催化劑制備條件，并探討了苯與苯酐?；磻姆磻獪囟?、反應時間、反應物配比、催化劑用量及攪拌速度對催化性能的影響，得出最適宜反應條件：H交換次數(shù)為2次，H交換溫度為90℃，焙燒溫度為550℃；反應溫度為2

3、50℃，反應時間為5h，反應物配比n(苯)n/(苯酐)為4/1，催化劑用量占反應物中苯酐量的42.2％，攪拌速度為500r/min，在以上優(yōu)化條件下蒽醌最高產率為23.64％。同時，本文對分子篩催化苯酐法一步合成蒽醌反應的催化機理進行了初步探討，通過實驗結果和相關表征可知起催化作用的主要是分子篩的B酸位，L酸位具有協(xié)同作用。 本文采用了無機酸鹽、無機質子酸、鋯系固體超強酸、氧化鈰、金屬鋁鹽對HM-3分子篩進行改性，得到了以下結論

4、：(1)用(NH4)2SO4改性的最佳條件：濃度為0.75mol/L，改性溫度為90℃，焙燒溫度為550℃。改性分子篩催化劑性能優(yōu)于HM-3分子篩，目標產物蒽醌的產率可達28.18％，蒽醌的選擇性為94.7％。(2)無機質子酸改性的HM-3分子篩催化活性普遍降低，但對蒽醌選擇性影響不大。(3)鋯系固體超強酸改性HM-3分子篩的反應活性和反應選擇性均下降。(4)氧化鈰的改性雖然降低了HM-3分子篩的催化活性，但提高了蒽醌的選擇性，選擇性最