钛硅分子筛催化丙酮氨肟化过程的研究

作     者：徐必亮 

作者单位：华东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘月明

授予年度：2012年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081705[工学-工业催化] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：钛硅分子筛 Ti-MWW TS-1 H2O2 丙酮 丙酮肟 氨肟化 

摘      要：丙酮肟是一种重要的精细化工产品,具有低毒、环境友好和高还原性能等优点,可以代替具有毒性很强的N2H4用作大型锅炉的除氧缓蚀剂,也可作为有机合成中间体等。丙酮肟的传统工艺方法通常采用羟胺法,存在环境污染严重、生产效率低,原子经济性差等缺点。因此,研发丙酮肟的绿色合成新工艺成为必然。钛硅分子筛/H202体系催化合成酮肟新工艺是环境友好的绿色化工新过程。 本论文研究了钛硅分子筛／H202体系催化合成丙酮肟过程的基本规律,取得了一些具有指导意义的结果。 1、钛硅分子筛Ti-MWW是催化丙酮氨肟化合成丙酮肟的高效催化剂。研究表明,Ti-MWW在丙酮氨肟化过程中表现出高活性和高选择性。优化条件为：反应温度333K,溶剂为纯水,催化剂用量为0.50g（50mmol丙酮）,反应时间为2h,氨水与丙酮的摩尔比为1.6,过氧化氢与丙酮的摩尔比为1.2。催化效果为丙酮的转化率和丙酮肟的选择性都可以达到99%以上,且催化剂可至少重复使用10次。 2、钛硅分子筛TS-1也可以达到比较理想的催化反应效果,但是需要比较苛刻的反应条件：反应温度为333K,溶剂选择为叔丁醇和水的共溶剂,其中叔丁醇为12g、水为13g,催化剂使用量0.7g（50mmol丙酮）,反应时间为2h,过氧化氢与丙酮摩尔比为1.2,氨与丙酮摩尔比为4.0以上。 3、实验证明,钛硅分子筛/H202体系丙酮氨肟化过程主要通过羟胺机理进行,即氨和过氧化氢先在钛硅分子筛活性位上催化反应生成羟胺,然后羟胺与丙酮进一步非催化反应生成丙酮肟。 4、钛硅分子筛/H202体系丙酮氨肟化过程中过量的氨可以被部分有机碱取代。