2,3,5-三甲基氢醌是维生素E合成的重要原料,由2,3,5-三甲基苯醌还原得到,偏三甲苯直接氧化法是制备2,3,5-三甲基苯醌的简洁生产工艺。本文主要对以偏三甲苯为原料,经过一步催化氧化合成2,3,5-三甲基苯醌进行研究,主要内容及结果为:在偏三甲苯-冰醋酸-H₂O₂体系中,用各类单组份、多组分催化剂催化氧化偏三甲苯,采用外标法对反应物转化率和产物收率进行气相色谱检测,筛选出的较好催化剂为工业填料和试剂两种类型的γ-Al₂O₃。以填料γ-Al₂O₃进行催化氧化实验,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间、氧化剂用量对反应的影响,优化后的实验结果为:偏三甲苯转化率20.0%,2,3,5-三甲基苯醌产率13.0%,选择性64.9%。通过XRD、SEM、FTIR、BJH等分析手段说明γ-Al₂O₃的结晶状态是影响其催化效果的主要因素。另外,对铝酞菁-填料γ-Al₂O₃复合催化剂的研究表明冰醋酸会对填料γ-Al₂O₃的表面造成腐蚀破坏。对催化效果较好的填料γ-Al₂O₃进行了多种化学改性,其中偶联剂KH-560改性效果较好,考察了偶联剂用量、水解时间、吸附时间、吸附温度条件对改性催化剂催化效果的影响,优化后的实验结果为:偏三甲苯转化率14.3%,2,3,5-三甲基苯醌产率13.3%,选择性72.4%。对经过KH-560改性的填料、试剂两种γ-Al₂O₃催化剂分析测试,结果表明该偶联剂并未改变γ-Al₂O₃的微观形态,表面更强的羟基作用和缩小的孔径可能是增强催化效果的原因。采用溶胶凝胶法、柠檬酸法成功制备活性氧化铝,通过与填料、试剂γ-Al₂O₃的比较,进一步确定晶体完整、结晶状况良好的γ-Al₂O₃对偏三甲苯有更好的催化氧化效果。采用沉淀法制备了CuO-γ-Al₂O₃复合催化剂,实验结果表明CuO的复合对γ-Al₂O₃具备良好的分散作用。