“铁盐+空气”催化氧化体系在绿色交叉偶联反应中的应用——推荐一个本科生科研训练项目

为深入开展创新创业教育与实践,培养学生创新创业能力,提高本科生人才培养质量,进一步推动创新创业教育改革,南开大学开展了“国家级大学生创新创业训练计划”项目。化学学院结合学科自身特点,践行科教融合、理论联系实际的培养方法,不仅能够引导本科生积极参加科研训练,还能将本科生的创新结果应用于实际生产中。实现“科研反哺教学”与“教学支撑科研”这样一个相互补充、相互促进的统一体。本文介绍了一组比较典型的本科生参与“国创”项目的例子,从项目准备入手介绍了该“国创”项目的具体实施过程、同学们所遇困难及收获心得等,希望将我们积累的一些经验与化学相关专业的同学分享,助力他们更好地完成创新项目。

液相空气氧化法制备氟代苯甲酸工艺研究

从氟代甲苯出发,以醋酸为溶剂,采用液相空气氧化法,在钴锰盐和1,1,2,2-四溴乙烷催化体系存在下,合成了氟代苯甲酸,采用升华方法进行精制。探讨了反应压力、催化剂配比及用量、溶剂比及溶剂浓度对氧化反应的影响,当反应压力为0.8～1.0 MPa、反应温度160～220℃、溶剂比4:1,钴锰催化剂质量比为2:1时,反应转化率接近100％;在真空度98 kPa下升华,总质量收率大于97％。

新型光催化氧化体系UV/Fe^(2+)/空气降解4-CP废水

报道了新型光催化氧化体系UV/Fe2+/空气对4-CP废水的降解.该体系利用廉价空气为氧化剂,在紫外光照过程中产生H2O2,与溶液中存在的Fe2+形成Fenton反应,使污染物得到快速彻底的降解.反应40min时,溶液中几乎检测不到4-CP.和初始H2O2浓度为22mg/L的UV/Fenton相比,UV/Fe2+/空气体系能更快速彻底地降解4-CP.因此,对于能受紫外光激发的污染物,UV/Fe2+/空气是一种廉价有效的光催化氧化处理方法.

柴油的光诱导氧化脱硫研究

将一定比例的柴油与饱和9,10-二氰蒽(DCA)乙腈溶液混合,在高压汞灯照射下通空气氧化,每隔一定时间取油样,用KW-3型微库仑仪测定油中的硫含量。考察DCA对模型体系、催化裂化柴油、催化加氢柴油的脱硫效果,也考察了剂油比对脱硫效果的影响。分析了乙腈相中不同组分的硫含量。结果表明,光敏剂DCA对柴油的光诱导氧化脱硫有一定的效果。胜华炼油厂催化裂化柴油光诱导氧化10h后,脱硫率为49％-60％,精制油收率为72％-85％,加入DCA后比不加DCA脱硫率大8-10个百分点。光氧化后乙腈相的石油醚萃取物及残余物中的硫含量都比未处理柴油中的硫含量高,且加入DCA增加了光氧化的程度,残余物的量及其中硫含量都比不加的高。

S43-14 RuCl3-DCHA催化伯苄醇被空气氧化成醛

伯苄醇在THF中，加入0．05当量的RuCl3＋H2O以及1当量的二环已胺（DCHA），空气中室温反应2～4d，可氧化成相应的苯甲醛，苯环有羟基取代不受影响。当苯环有吸电子基时，收率较低（6例36％～45％），其余12例收率70％～90％。该氧化体系对伯苄醇具有选择性，对仲醇或者非苄醇的氧化收率很低。

3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸的工艺研究

研究了在钛材反应器中液相空气氧化3,3',4,4'-四甲基二苯乙烷制备3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸的反应规律。通过采用Co-Mn-Br组成的高效催化体系以及低温引发、高温完成氧化的工艺,考察反应压力、反应温度和催化剂配比条件对3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸收率的影响,从而确定液相空气氧化3,3',4,4'-四甲基二苯乙烷制备3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸的最佳反应条件为n(Co)/n(Mn)/n(Br)/n(DXE)/n(HAc)=2/2/2/50/250、反应压力2.5MPa、开始反应温度为180℃、控制最终反应温度保持在220℃,酮酸的收率大于90%。该法具有收率高,生产工艺简单,反应溶剂容易回收,三废少等优点。