论文部分内容阅读
随着人们环保意识的不断增强,生产环氧苯乙烷所造成的环境污染问题越来越受到广泛的关注。实现化工生产过程绿色环保化的呼声越来越高,而研发环境友好的化工工艺的关键是寻找高效稳定的催化剂。环氧苯乙烷是一种重要的化工产品,研究和开发绿色、高效的催化剂用于苯乙烯环氧反应生产环氧苯乙烷不仅具有重要的理论意义,而且在实际工业生产中也有广阔的应用前景。本论文直接采用水溶液法合成了CuCo、FeCo、CuFe和NiFe几类普鲁士蓝类配合物(Prussian Blue Analogues,简称PBA),以能量色散谱仪(EDS)、X-射线衍射(XRD)、红外吸收(IR)等测试手段对样品的组成和结构进行了表征,研究了反应物浓度比和干燥条件对这些PBA结构的影响。并且以CuCoPBA、CuFePBA、 NiFePBA和FeCoPBA催化苯乙烯环氧化,发现其主要产物是苯甲醛和环氧苯乙烷。分别研究了反应物浓度比和干燥条件对这些PBA催化苯乙烯环氧化性能的影响,同时考察了反应温度、溶剂、时间、氧化剂以及氧化剂与苯乙烯的浓度比对CuCoPBA、CuFePBA催化反应转化率和选择性的影响,发现真空48h小时干燥得到的CuFePBA、CuCoPBA在较低的温度条件下可以实现非常高的转化率,选择性也超过50%,副产物比较少,对氧化剂利用率也高,比较符合绿色化学的要求,而且CuFePBA、CuCoPBA经过四次循环催化反应后,转化率和选择性依旧保持了较高的状态,表明CuFe、CuCoPBA催化剂具有比较好的稳定性,它们有实现工业应用的潜在价值。另外,我们还利用微乳液法,在AOT微乳液中合成CoFePBA、ZnFePBA、 NiFePBA催化剂。通过与相同条件下水溶液合成的样品对比,发现在微乳液体系下,更容易得到还原态结构的PBA,其催化活性优于水溶液法合成的PBA。我们进一步研究了在微乳液法合成中水与表面活性剂的摩尔比(Rw)对CoFePBA和NiFePBA催化苯乙烯环氧化反应的影响,发现Rw对苯乙烯的转化率和环氧苯乙烷的选择性都有比较大的影响。最后,我们对PBA催化苯乙烯环氧化反应的机理进行了初步的探讨