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摘 要

对乙基苯乙酮(EAP)室温下为无色或微黄色液体，易溶于有机溶剂，为重要的有机合成中间体，在医药、液晶及有机合成中间体等方面具有较为广泛的用途。目前国内尚没有大规模装置生产对乙基苯乙酮，只限于实验室研究阶段，工业应用上基本依赖进口。

本文采用原位生长法，将Ce元素掺杂到Cu-BTC的骨架中，以六水合硝酸铈(Ce(NO₃)₃·6H₂O)和三水合硝酸铜(Cu(NO₃)₂·3H₂O)作为金属前驱体，以均苯三甲酸（H₃BTC）作为配体，以去离子水和乙醇作为混合溶剂，合成催化剂Ce-Cu-BTC，分别考察了Ce/Cu摩尔比，配体添加量，溶剂添加量，反应温度和反应时间对制备Ce-Cu-BTC的影响；并以对二乙苯为原料，以Ce-Cu-BTC为催化剂，考察其对对二乙苯的转化率和对乙基苯乙酮收率的影响。结果表明：当总金属前驱体摩尔量(n(Me))为7mmol，当Ce/Cu摩尔比为2:5，均苯三甲酸与总金属前驱体摩尔比为0.71，去离子水与总金属前驱体摩尔比为0.16，合成温度为100℃，合成时间为24h时，对二乙苯的转化率达到了92.19%，对乙基苯乙酮收率达到了60.71%。

关键词：Ce-Cu-BTC 对二乙苯 对乙基苯乙酮 芳烃侧链氧化

Study on preparation process and catalysis performance of Ce-Cu-BTC

ABSTRACT

P-ethylacetophenone (EAP), easily soluble in organic solvents, is colorless or slightly yellow liquid at room temperature. As an important intermediate in organic synthesis, it is widely used in medicine, liquid crystal and organic synthesis intermediates. There is no a large-scale production plant of EAP in domestic. Some laboratories in the universities and corporations synthesize reagent grade EAP products. Industrial applications mainly depend on imports.

In this study, we use cerium (III) nitrate hexahydrate and copper(II) nitrate hydrate as metal precursor, trimesic acid.as ligand, deionized water and ethyl alcohol as solvent, doping cerium into Cu-BTC to prepare a heterogeneous catalysis called Ce-Cu-BTC by solvothermal method. Effects of Ce/Cu mole ratio, amount of ligand, amount of solvent, reaction temperature and reaction time were investigated. Using the p-diethylbenzene (PDEB) as raw material, Ce-Cu-BTC as a catalyst, the conversion rate of PDEB and the yield of EAP were studied. Results show that when the molar ratio of Ce and Cu is 2:5, the molar ratio of H₃BTC and total metal precursor is 0.71, the molar ratio of deionized water and total metal precursor is 0.16, reaction temperature is 100℃ and the reaction time is 24h which remains the amout of total metal precursor (n(Me)) equal to 7mmol unchanged, the conversion rate of PDEB is 92.19%, the yield of EAP is 60.17%.

Key words: Ce-Cu-BTC；P-diethylbenzene；P-ethylacetophenone；Oxidation of Aromatic Side Chains

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 概述 1

1.1 对二乙苯及对乙基苯乙酮的性质及来源 1

1.1.1 对二乙苯 1

1.1.2 对乙基苯乙酮 1

1.2 对乙基苯乙酮的生产工艺 2

1.3 芳烃侧链氧化研究进展 3

1.4 本文主要研究内容 6

第二章 实验 7

2.1 主要原料与试剂 7

2.2 主要仪器与设备 7

2.3 Ce-Cu-BTC催化剂制备方法 7

2.4 对二乙苯氧化制备对乙基苯乙酮实验方法 8

2.5 分析方法及数据处理 8

2.6 Ce-Cu-BTC表征方法 9

2.6.1 X射线衍射 9

2.6.2 ICP等离子发射光谱仪 9

第三章 结果与讨论 10

3.1 Ce/Cu摩尔比 10

3.2 反应温度 13

3.3 反应时间 15

3.4 配体添加量 16

3.5 溶剂添加量 18

第四章 结论与展望 21

4.1 结论 21

4.2 展望 21

参考文献 22

致 谢 24

第一章 概 述

1.1 对二乙苯及对乙基苯乙酮的性质及来源

1.1.1 对二乙苯

对二乙苯（P-diethylbenzene，简称为PDEB）是一种不溶于水，溶于乙醇、苯等有机溶剂的无色的液体，有剧毒，可对人体皮肤黏膜产生刺激，并且易燃易爆，容易产生一氧化碳有害气体，经常作为一种重要原料用在化工生产中。现主要用于聚酯纤维工业中，是吸附分离对二甲苯的优质解吸剂，并可用于制备苯并二硫代苯，生产二乙烯基苯；纯的对二乙苯还可作为高纯度交联剂的原料。

对二乙苯的生产方法有多种，已经工业化的对二乙苯生产技术主要包括合成法，吸附分离法，吸附分离异构法三种。还原乙基苯乙酮；用吸附分离方法从重整产物C10芳烃和生产乙基苯过程副产的二乙基苯中提取；乙基苯-乙醇和乙基苯-纯乙烯烷基化以及乙基苯歧化等。最为常见的烷基化法是在固体酸催化剂或分子筛催化剂上，以乙基苯，乙烯，乙醇等为原料，在反应温度350-480°C的条件下合成对二乙苯。另一种常见方法为吸附分离法，此种工艺能耗更低，且更加环保，对二乙苯从苯乙烯装置的副产物混二乙基苯中分离得^[1]。

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