硝基苯一步反应合成对氨基苯酚的催化剂体系初步研究

摘要

对氨基苯酚(PAP)是重要的化工原料及有机中间体，它化学性质活泼，广泛用于医药、染料、橡胶及感光材料等领域。在众多对氨基苯酚的合成方法中，以硝基苯为原料一步反应合成对氨基苯酚是目前公认的合成对氨基苯酚的最佳反应路线，但常规的铂-硫酸催化剂体系存在产品收率低、三废排放多等明显缺点。
　　论文尝试将Ir/C催化剂用于硝基苯一步合成对氨基苯酚的反应中，并与传统的Pt/C和Pd/C催化剂进行比较。结果表明，相同负载量的Ir/C、Pt/C和Pd/C催化剂的活性位数量相近，但是反应过程的耗氢速率按 Pd/C＞Pt/C＞Ir/C的顺序递减，而对氨基苯酚的收率按 Pd/C＜Pt/C＜Ir/C的顺序递增。经密度泛函理论计算发现，硝基苯在Pt、Pd金属表面的吸附是较强的平面吸附形式，而硝基苯在Ir金属表面的吸附是较弱的线式吸附形式。三种金属对硝基苯的吸附形态存在显著区别，反应生成的羟基苯胺中间体更容易从金属Ir表面脱附，有利于提高对氨基苯酚的选择性。在120℃、0.5 MPa、硝基苯2.5 g、13％H2SO423.8 ml、1%Ir/C0.1 g、表面活性剂0.025 g、1000 r·min-1的反应条件下，对氨基苯酚选择性达到57.4%，且后处理简单，PAP纯度高。
　　论文进一步尝试以碳酸催化剂取代硫酸催化剂用于硝基苯一步合成对氨基苯酚的反应。初步结果表明，碳酸催化剂由于酸性与硫酸催化剂存在较大差距，没有达到预期效果，有待于进一步研究。

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第一章 文献综述

1.1 对氨基苯酚的性质及应用

1.2 对氨基苯酚制备方法比较

1.3 硝基苯催化加氢工艺的讨论

1.4 催化剂

1.5 立题依据

第二章 实验部分

2.1 实验试剂和仪器

2.2 催化剂制备

2.3 催化剂表征

2.4 催化剂评价

2.5 产物分析及计算方法

2.6 羟基苯胺的制备

第三章 加氢催化剂研究

3.1 金属铱的基本性质

3.2 Ir/C、Pt/C、Pd/C催化剂对比

3.3 工艺条件研究

3.4 本章小结

第四章 酸催化剂初步探索

4.1 CO2/H2O体系介绍

4.2 实验结果与讨论

4.3 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 论文创新之处

5.3 展望

参考文献

附录

1. 作者简介：

2. 撰写的文章目录：

致谢