苯甲酸和苯甲醛是重要的有机合成工业原料,甲苯液相空气氧化法是苯甲酸和苯甲醛的环境友好的生产方法。甲苯液相空气氧化采用钴盐作为催化剂,反应行为直接与钴离子存在形式及含量密切相关。深入研究甲苯液相空气氧化中钴催化剂的存在形态、含量变化及其对反应的影响,对加深甲苯液相氧化反应机理的认识、反应过程的强化、工艺操作条件的优化及动力学规律的理解都有重要的指导意义。为了测定反应物中的钴离子价态分布,建立了一套能有效测定有机相中Co²⁺含量的分光光度法。利用乙酰丙酮与Co³⁺反应生成溶于甲苯的内络物的特点,萃取分离除去存在于体系中的Co³⁺,再用分光光度法测定体系中Co²⁺浓度。在500nm波长处,Co²⁺浓度在0～55μg/mL范围内符合比尔定律,表观摩尔吸光系数ε₅₀₀=3.12×103 L·mol^-1·cm^-1;测定有机相中的Co²⁺含量,回收率在95%～106.7%之间。在模拟实际工业操作条件下（温度:165℃、压力:0.9MPa、催化剂:醋酸钴（Co（OAc）₂）、空速:4L/min、引发剂:苯甲酸）进行甲苯液相空气氧化反应的研究,研究钴盐在反应过程中的存在形式及变化情况。用气相色谱采用内标法对甲苯和各种产物进行定量分析。结果表明,反应在前30min内,反应体系中Co²⁺浓度不断减小。之后,Co²⁺浓度再逐渐增大。Co³⁺浓度变化则是先增大,后减小。Co³⁺/Co²⁺在反应约30min时,达到最大值[Co³⁺/Co²⁺]max。研究结果发现,甲苯的消耗速率、副产物苯甲醛以及目标产物苯甲酸的生成速率与[Co³⁺/Co²⁺]^1/2成正相关的关系。通过动力