苯酚与碳酸二甲酯酯交换法催化合成碳酸二苯酯的研究

作     者：周炜清 

作者单位：河北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王延吉

授予年度：2003年

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：碳酸二苯酯 碳酸二甲酯 苯酚 酯交换 氧化物催化剂 洁净合成 

摘      要：针对苯酚与碳酸二甲酯酯交换法合成碳酸二苯酯(DPC)洁净催化反应过程进行了较系统的研究。 首先考察了以二丁基氧化锡(n-BuSnO)为催化剂的均相反应过程。用正交实验筛选出适宜的反应条件，并进行了单因素实验研究，确定了各因素的影响规律。在适宜的反应条件下，DPC产率达32.8％;制备出负载型n-BuSnO催化剂，考察了载体、负载量、焙烧温度的影响，确定了焙烧温度超过250℃时催化剂的失活原因。在适宜的反应条件下，n-BuSnO/SiO催化剂上，DPC的产率为21.8％。 开发出一种新型高效氧化铅一氧化锌催化剂。考察了单一铅、锌氧化物的活性。用并流共沉淀法制备了氧化铅-氧化锌催化剂，发现焙烧温度、不同母体和母体配比对催化性能的影响规律。当焙烧温度为500℃、Pb(NO)和Zn(NO)作母体、二者比为2:1时，DPC产率达44.8％。机械研磨法制备的氧化铅-氧化锌催化剂在相同条件下，DPC产率达45.6％。结合实验数据以及XRD、TPR和原子吸收的表征结果，确定PbO是主催化剂、ZnO是助催化剂，并以非晶态或微晶态存在于催化剂体系中。催化剂中Pb:Zn(摩尔比)为2:1左右时，催化活性最好。考察了催化剂的重复使用效果，确定了催化剂的失活原因为主催化剂PbO与苯酚发生反应，使铅原子价态由+8/3价降为+2价。 用不同方法制备了负载型铅、锌化合物催化剂。等体积浸渍法制备的PbO-ZnO/SiO催化剂上DPC产率为3.37％。用滴定法制备了层柱型催化剂，考察了OH/Pb值、插层反应温度及焙烧温度对催化剂性能的影响，优化了催化剂制备条件。制备出的催化剂上DPC产率为9.08％。用溶胶法制备了层柱型催化剂，考察了水的加入量、氨水的加入量及催化剂焙烧温度的影响规律。探讨了表面活性剂的作用。发现单一的钛—层柱粘土(Ti-PILC)具有催化合成DPC的活性，DPC产率为14.6％;用把活性组分引入Ti-PILC的方法制备了TiPbZn-PILC催化剂，其DPC产率为10.1％。经XRD表征没有发现活性组分的晶态结构。考察了催化剂的重复使用效果，探讨了催化剂的失活原因。