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填料型复合氧化物催化氧化合成E-己内酯的工艺研究开题报告

 2021-02-22 11:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

ε-己内酯(ε-cl)是一种无色液体。密度1.0693。沸点98~99℃(1.33kpa)。熔点约-5℃。折射率1.4611。易溶于水、乙醇、苯。不溶于石油醚。加热变成二聚体或高分子聚酯。在氯化镁存在下加热能解聚。ε-己内酯是一种重要的化学中间体,有着十分广泛的用途,主要用于合成聚己内酯(pcl)或与淀粉等物质共混改性。特别是聚己内酯以及与其它单体形成的共聚物是一类可完全生物降解的高分子材料,因其具有绿色环保、无毒或低毒的优良性能,被称为“绿色化学品”,在环保和生物医学工程方面获得了良好的应用。自20世纪30年代ε-己内酯制备成功以来,其合成方法已形成了很多。但是ε- 己内酯的合成在生产的安全性、产品的稳定性等方面有一定的难度,我国主要依靠进口。目前,仅有美、日、英等少数国家的一些公司能够生产ε-己内酯,为了摆脱ε-己内酯对国外的依赖,故而要积极研发出安全高效的ε-己内酯生产工艺。

目前,ε一己内酯的合成方法很多,大致可分为以下几种。a、过氧酸氧化法:即利用过氧酸作氧化剂氧化环己酮合成e一己内酯,这是传统方法,研究比较成熟并且已经广泛使用。但是这种方法存在一定的局限性,过氧酸类对设备有较大的腐蚀性,而且其合成前期过氧酸的浓缩以及后续纯化过程所产生的浓度过高、易爆的过氧化物是该工艺实际应用的障碍。b、间接氧化法:该法用双氧水将有机酸氧化成过氧酸,再用过氧酸氧化环己酮生成ε一己内酯。这种方法的优点在于其所用溶剂和脱水剂可以循环使用,所用氧化剂为双氧水,有机酸为介质,比较清洁,它避免了过氧酸的浓缩,从而解决了过氧酸氧化法中无法解决的脱水问题。而此种方法需要高效可回收的催化剂,所以探索出高活性高选择性以及易于回收利用的催化剂具有重大意义。c、氧气/空气氧化法:这种方法与双氧水间接氧化环己酮的方法比较相近,只是把氧化剂换成了氧气或者空气,氧气作为氧化剂无污染,来源丰富,但氧化能力有限,反应条件要求很苛刻,需使用催化剂。d、生物氧化法:这种方法即利用生物酶或微生物发酵氧化环己酮制备ε一己内酯,这种方法有较为广阔的前景,但目前研究得不多。

以上方法中最值得注意的及是双氧水间接氧化法,这种合成方法有着很大的工业应用前景。本课题选用双氧水氧化乙酸,进而用过氧乙酸氧化环己酮,以镁钨锡氧化物作为活性组分,选择合适的催化剂载体,拟采用陶瓷填料,还需要对活性组分的负载以及负载条件进行优化,催化剂的负载是将催化剂吸附在催化剂载体的表面,载体主要用于承载催化剂,使催化剂具有特定的物理性状,而载体本身一般并不具有催化活性.通过对催化剂制备方法和条件的研究并对改性后的催化剂进行结构性能测试,制备出合适的非均相催化剂,进而高效合成ε一己内酯。

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2. 研究的基本内容与方案

主要内容:

1 载体的筛选;

2 活性组分的负载及负载条件进行优化;

3 ε-己内酯合成工艺的研究;

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3. 研究计划与安排

第1-3周 毕业设计的接收

第4周 收集关于合成 e-己内酯合成资料, 对英文文献进行翻译

第5周 撰写开题报告

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4. 参考文献(12篇以上)

(1)corma,a:nemeth,l;renz,m.nature 2001,412,423.

(2)corma,a;navarro,m.t.;nemeth,l;renz,m.chem.commun.2001,2190.

(3)ruiz,j.r;jimnez—sanchidrian,c;llamas,r.tetrahe-dron 2006.62,11697.

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