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苯甲醛是一种重要的基础有机化工原料,在食品、医药、香料和染料等行业具有广泛应用。传统的氯化苄水解法和甲苯直接氧化法都存在严重的环境污染问题,且制备的苯甲醛中含有少量的氯离子或氯化物,限制了其在食品、医药中的应用。苯甲醇选择性氧化制苯甲醛是一个比较理想的绿色工艺路线,符合绿色环保要求,且能避免氯离子的加入,是近年来研究的热点之一;但高效催化剂的开发仍是一个关键问题,因此开发设计新型高效催化剂对苯甲醇选择性氧化变得尤为重要。本文首先用APTES改性SBA-15,采用沉积沉淀法制备系列的苯甲醇选择性氧化制苯甲醛催化剂SBA-15-NH2-Au-X(X=Pd、Ru、Pt、Ag);催化剂性能研究结果表明,在溶剂存在条件下SBA-15-NH2-Au-Pd的催化效果较佳;通过对催化工艺条件进行考察,发现活性中心总含量为2%,Au/Pd为3:1,催化剂为0.1 g,苯甲醇1mL,乙腈10mL,TBHP2.75mL,反应温度80 ℃,反应时间5h时,苯甲醇的转化率达85.81%,苯甲醛的选择达到91.10%。其次,在SBA-15-NH2-Au-Pd催化剂的基础上,无溶剂条件下,考察不同Au/Pd比例催化剂的催化活性,研究发现金属总含量为2%,Au/Pd为7:1时,催化剂表现出最佳的催化性能;在催化剂0.05 g,苯甲醇20 mmol,TBHP20 mmol,温度110 ℃,时间3 h的条件下,苯甲醇的转化率为82.05%,苯甲醛的选择性为82.66%;通过4次重复实验,催化剂表现出非常好的稳定性。再者,以CeOx作为添加剂掺杂到γ-Al2O3中,采用均相沉积沉淀法制备Au-Ru/CeOx/γ-Al2O3催化剂,无溶剂条件下对苯甲醇选择性氧化制苯甲醛的进行探索;研究发现Au-Ru/CeOx/γ-Al2O3催化剂表现出较好的催化性能,特别是当Au/Ru为5:1时,催化剂的催化活性最佳,在0.5 h内,苯甲醇的转化率能达到64.32%,苯甲醛的选择性为70.69%。最后,对苯甲醇选择性氧化制苯甲醛工艺年产1000吨苯甲醛进行概念设计,设计结果表明经济、技术总体可行,为将来工业化生产提供了一定的参考。