纳米四元水滑石制备及苯酚氧化性能的研究文献综述
2020-05-04 21:22:20
1、前言 苯酚的氧化产物邻苯二酚(CAT)和对苯二酚(HQ)是重要的精细化工产品[1],广泛应用于医药、农药、橡胶、感光材料、染料、香料等领域[2]。
邻苯二酚是合成农药、医药、香料等的重要有机中间体,对苯二酚是重要的化工原料,主要用于显影剂、橡胶防老剂、阻聚剂、涂料和香精的稳定剂等[3]。
目前,工业上CAT主要通过邻二氯苯、邻氯苯酚或邻甲氧基苯酚的水解制得,HQ主要通过苯胺或对二异丙苯的氧化制得。
这些传统的合成路线虽然能够制得较纯的苯二酚,收率也能达60%左右[4],但上述方法存在反应步骤多、工艺流程复杂、生产效率低、副产物多且难分离等缺点,而且生产过程中需用强酸、强碱、Cl2等有毒、有害物质,腐蚀设备严重、三废排放多,不符合当今绿色化学化工发展的要求。
以双氧水为氧化剂,直接催化氧化苯酚(PH)制苯二酚(DBH)被认为是最经济、有效的绿色工艺[5]。
由于该工艺原料易得、反应条件温和、反应副产物绝大部分为水、三废污染小,符合当今环境友好化学的发展方向,是目前世界上公认的最有价值、最有前途的生产方法。
苯酚氧化反应过程 高活性、高选择性的苯酚氧化反应催化剂是该绿色工艺实现工业化的关键,但目前世界上尚无特别理想的催化剂。
目前,用于苯酚氧化反应的催化剂包括分子筛[6]、杂多酸[7]、金属氧化物[8]和水滑石[9]等。
分子筛类催化剂选择性好,但合成工艺复杂,成本较高[10],比如20世纪80年代Taram asso等研制的钛硅沸石分子筛(简称为TS-1)对苯酚氧化具有较好的催化作用,但TS-1合成比较复杂,重现性差、价格昂贵且反应速率较慢;杂多酸由于是均相反应而活性高能耗低,但其造价高,分离回收困难;金属氧化物类虽然制备工艺简单,但影响因素较多,催化性能变化较大[11]。
相比而言,水滑石类催化剂具有制备工艺简单、成本低、活性高、金属活性组分分散度高、多相催化、可重复使用及选择性高等优点[12],近年来引起了人们的广泛关注。