负载三价铁-5-磺基水杨酸光催化氧化苯制苯酚

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:keremslr
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苯酚是重要的精细化工中间体,具有很高的经济价值,需求量一直在增长。工业上制备苯酚的传统方法一般包括多步复杂的反应,且伴有大量副产物及其它污染物,不符合可持续发展的战略。近年来随着人们对环境、资源的关心和重视以及绿色化学的迅猛发展,使人们对提高化学合成反应的原子利用率、如何用催化剂来代替反应试剂等越来越关心。直接使苯催化氧化羟基化合成苯酚,只需一步化学反应就可从原料得到最终产品。这是一个涉及直接活化C-H键将羟基引入苯环而使其功能化的反应,是合成化学中最值得研究、也是最难解决的问题之一。要达到这一目的,催化剂的选择和制备是最为关键的因素之一。本文利用简单的浸渍法制备了一种新颖的分散吸附于载体上的类氢醌体构筑非氮铁配合物的可见光光催化剂,并利用TEM-EDX,IR等方法对样品进行了结构表征,证明了制备化合物为“Fe(Ⅲ)-ssal-载体”结构的催化剂。该催化剂活性中心为类氢醌配体与Fe3+离子形成的配合物。催化剂能够在可见光照射下有效催化H2O2分解为·OH,可逆转化的类氢醌结构能驱动中心铁离子在两相中穿行反应,避免了一般Fenton反应中的Fe3+导致的H2O2无效分解,该催化剂活性高,寿命长,能广泛应用到羟基自由基引发的芳香环的羟基化反应。本文利用双氧水为氧化剂氧化苯。实验表明,用不同载体制备的催化剂的催化活性不同,以γ-Al2O3为载体制备的催化剂的活性最高,以薄层层析硅胶(G60型)为载体制备的催化剂活性次之。通过考察Fe(Ⅲ)-ssal-Al2O3催化剂以及Fe(Ⅲ)-ssal-薄层层析硅胶(G60型)催化剂的制备条件对催化苯羟基化反应活性的影响,得到了较优的催化剂制备条件。优化光催化反应条件,使用Fe(Ⅲ)-ssal-Al2O3作为催化剂,苯的转化率达到100%,苯酚选择性达27.64%。催化剂可重复使用6次,且在前4次使用时催化活性几乎没有降低。使用Fe(Ⅲ)-ssal-薄层层析硅胶(G60型)作为催化剂,苯酚收率达21.62%,苯的转化率达到100%。催化剂可以重复使用4次,且在前3次使用时催化活性几乎没有降低。在此基础上,论文还对所制备的光催化剂应用于苯制苯酚的反应机理进行了推测。
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