通过环己烯液相水合法制备环己醇是一条经济实用的绿色工艺,有利于人类社会的可持续发展。离子交换树脂和HZSM-5分子筛作为两种不同的固体催化材料,已经广泛应用于环己烯水合反应之中,但是关于本反应体系中吸附行为和反应机理的研究却一直未见报道,而这对于更加清晰地认识环己烯水合反应又是具有重要意义的。本研究首次以Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson(LHHW)反应机理和Eley-Rideal(ER)反应机理为基础,分别推导得到了三种非均相动力学模型来鉴别两种催化剂上的环己烯水合反应机理：(1)吸附的环己烯与吸附的水之间的反应模型；(2)吸附的水与体相的环己烯之间的反应模型；(3)吸附的环己烯与体相的水之间的反应模型。动力学研究结果表明,非均相动力学模型都表现出比拟均相动力学模型更令人满意的拟合实验数据的能力。依据动力学结果和红外光谱分析,可以确定HZSM-5分子筛催化的环己烯水合反应是遵循ER反应机理的,水分子首先在HZSM-5分子筛的活性中心上发生吸附形成水合氢离子,水合氢离子替代布朗斯特酸中心作为新的活性中心与邻近的体相环己烯分子直接反应得到产物环己醇。HZSM-5催化环己烯水合反应的反应活化能为77.69 kJ/mol,水和环己醇的吸附平衡常数分别为19.95和146.6.与HZSM-5分子筛催化剂不同,离子交换树脂催化的环己烯水合反应遵循LHHW机理,首先环己烯分子在树脂催化剂的活性中心上发生吸附形成碳正离子,然后和吸附的水分子发生反应得到产物环己醇。离子交换树脂催化的环己烯水合反应的反应活化能为79.92 kJ/mol,环己烯、水和环己醇的吸附平衡常数分别为6.745,24.30和81.91。可以发现,在两种催化剂上进行的环己烯水合反应的活化能相差并不大,这表明虽然两种催化剂催化的环己烯水合反应的反应机理不同,但是由其催化的水合反应本身的能量壁垒相差不大。在间歇式高压釜中考察了不同有机共溶剂对于环己烯水合反应的溶剂效应。结果表明,和树脂催化剂相比,有机共溶剂的加入对于HZSM-5催化的环己烯水合反应的促进作用更为明显。本研究中首次使用的共溶剂乙二醇对于HZSM-5催化的环己烯水合反应表现出了最好的溶剂效应,一定反应条件下环己烯的转化率由8.2%提高到11.4%。为了评价乙二醇存在下环己烯在水相中的溶解度,研究了298.15 K下环己烯+水+环己醇+乙二醇四组分共存的液液平衡体系,结果表明一种修正的UNIFAC基团贡献法可以用来更准确地拟合液液平衡数据。另外动力学研究结果表明,HZSM-5催化的环己烯水合反应的反应机理并没有因为共溶剂乙二醇的加入而发生改变,反应仍然遵循ER反应机理。但是由于乙二醇的溶剂效应,环己烯水合反应的活化能、水分子和环己醇分子的吸附平衡常数都出现了一定程度的降低。使用三甲基氯硅烷作为表面改性剂对HZSM-5分子筛进行外表面修饰,分别得到了亲油性和两亲性的HZSM-5分子筛。表面改性有效改善了HZSM-5分子筛外表面的亲油性,并且提高了催化剂对于环己烯水合反应的催化活性。实验结果表明,三甲基氯硅烷的用量为0.4 mL/g cat时,制备得到的两亲性HZSM-5分子筛对于环己烯水合反应的催化活性最好。同时考察了不同的预处理方法对于水合催化剂的催化活性的影响。树脂催化剂在反应前经过水或者环己烯预处理后都表现出了更差的催化活性。然而HZSM-5分子筛的催化活性在经过水预处理后却得到了明显的提高,相同反应条件下环己烯的转化率从6.4%提高到了7.3%；环己烯预处理后的HZSM-5的催化活性要比未经预处理的差很多,这应该是由于预处理过程中HZSM-5催化剂失活引起的。另外,还首次将超声波引入到了环己烯水合反应体系之中,实验结果表明,超声功率为900 W的超声波对于HZSM-5催化的环己烯水合反应具有最好的促进作用,一定反应条件下环己烯的转化率由6.1%提高到了8.6%,超声功率太低无法提供足够的空穴气泡,超声功率太高又会限制超声波的能量传递。