过氧磷钨季铵盐催化制备二氧化双环戊二烯工艺研究-物理化学专业论文.docxVIP

山东理工大学硕士学位论文摘 山东理工大学硕士学位论文 摘 要 万方数据 万方数据 摘要 本论文针对目前工业中过氧乙酸法在制备二氧化双环戊二烯（DCPDDO）中存在 的能耗大、后处理工艺繁琐、目标产物易发生酸性水解开环以及对环境污染严重等缺 陷，采用绿色、环保的过氧化氢为氧化剂，以对环境友好的过氧磷钨季铵盐类化合物 为催化剂，探讨了 3 种催化剂对双环戊二烯（DCPD）的环氧化效果，确定了最优的 催化反应条件。 1. 以过氧磷钨季铵盐为催化剂，双氧水为氧化剂制备DCPDDO的最佳的反应条件为： 双氧水浓度为 55％，丙酮 75mL，双环戊二烯 0.14mmol，n (H2O2): n (DCPD)=1.85， 催化剂用量 1.01mmol，在 55℃下反应 14h。在此反应条件下，目标产物收率可达 82.23 ％，DCPD转化率可到 98.8％。并用IR对催化剂进行表征。 2. 以MCM-41 负载过氧磷钨季铵盐为催化剂，双氧水为氧化剂制备DCPDDO的最佳 的反应条件为：55％双氧水为氧化剂，叔丁醇 120mL，双环戊二烯 0.18mmol，n（H2O2）: n（DCPD）=2.0，催化剂用量 1.25mmol，负载量为 35％，在 63℃下反应 7h。在此反 应条件下，产物收率达到 91.2％，原料转化率为 99.1％。催化剂在循环使用四次后仍 具有较好催化活性。并用IR和XRD对催化剂进行表征。 3. 以活性炭负载过氧磷钨季铵盐为催化剂，双氧水为氧化剂制备DCPDDO的最佳的 反应条件为：催化剂用量 1.35mmol，负载量为 25％，叔丁醇 120mL，双氧水浓度 55 ％，双环戊二烯 0.20mmol，n (H2O2): n (DCPD)=2.2，在 68℃下连续反应 5h。在此反 应条件下，目标产物的收率可达 88.2％，DCPD的转化率为 99.3％。催化剂在循环使 用五次后催化能力没有明显的降低，说明催化剂较稳定。并用IR对催化剂进行表征。 4. 确定了以活性炭负载过氧磷钨季铵盐为催化剂，在连续反应器中制备DCPDDO的 最佳反应条件：原料混合液的最佳流量为 90mL/h，n(H2O2): n(DCPD)= 2.6，叔丁醇 与DCPD体积比为 4.0，在反应温度 60℃下，催化剂能保持 110h高催化活性，DCPD 转化率可达到 92.2％，产物收率达到 70.2％。 关键词：过氧磷钨季铵盐；二氧化双环戊二烯；环氧化；双氧水；连续反应 I 山东理工大学硕士学位论文Ab 山东理工大学硕士学位论文 Abatract Abstract Aims to solve the problems of higher cost, complicated reaction process, product hydrolysis and ring-opening easily and environment pollution in industrial production of acid dicyclopentadiene dioxide (DCPDD), this paper used green, pollution-free hydrogen peroxide as the oxygen source, environmental friendly heteropoly acid as catalyst, discussed the catalytic effect of the three catalyst and determined the best catalyst and process conditions The peroxo phosphotungstate was synthesized and then used as to oxidize dicyclopentadiene into dicyclopentadiene diepoxide with H2O2. The optimal oxidation conditions at 55℃ for 14h were as follows: hydrogen peroxide concentration was 55%; acetone dosage was 75 mL; DCPD was 0.14mmol; n (H2O2): n (DCPD) was 1.85; catalyst amount was 1.01 mmol. Yield of target production and conversion of DCPD was 82.23％ and 98.8％ respectively. The catalyst was characteri