甲苯一步催化硝化制备二硝基甲苯反应过程及危险性

采用冷冻辅助-溶胶凝胶法制备了CuMnCoO_(4)三金属尖晶石氧化物,并对其结构性质进行了XRD、BET、FTIR、Raman、XPS等表征,进一步研究了该尖晶石在无硫酸条件下以硝酸为硝化剂的甲苯无溶剂硝化的催化行为。结果表明,CuMnCoO_(4)尖晶石催化的甲苯硝化体系对二硝基甲苯(DNT)生成具有偏好性,DNT的选择性比不含尖晶石的甲苯硝化体系高1.6倍。在此基础上,根据“替代、缓和、简化”的本质安全基本原则对传统DNT两段式硝-硫混酸硝化法生产工艺进行优化,得到最佳工艺条件:95%HNO_(3)、甲苯、CuMnCoO_(4)尖晶石催化剂的摩尔比为4∶1∶0.15,室温下滴加甲苯,结束后保持50℃反应6h,可实现甲苯一步硝化制备DNT(选择性可达67.44%)。通过全自动反应量热仪(RC1e)测试了半间歇反应下,CuMnCoO_(4)尖晶石催化甲苯硝化过程的热危险性参数,考察了反应过程危险性,发现了该新型多相催化体系在提高DNT选择性的同时,也降低了热失控条件下工艺合成反应可达到的最高温度(MTSR),从而提高了反应体系的安全性。

甲苯催化硝化反应研究进展

综述了近年来国内外甲苯催化硝化反应的研究进展,主要包括硝化剂的研究,催化剂的研究两个方面,简要评论了这些方法的优缺点。在此基础上,分析了甲苯催化硝化反应在可持续发展方面的需求,并展望了其研究方向。指出以五氧化二氮为硝化剂的甲苯酸式盐催化硝化是一种极具工业化应用前景的绿色硝化方法。

MCM-48负载SO_4^(2-)/ZrO_2定位催化硝化合成3,4-二甲基硝基苯

采用液相沉积法制备了由MCM–48介孔分子筛负载SO42-/ZrO2的催化剂,探讨了催化剂表面的成酸过程和催化定位硝化反应机理,并以邻二甲苯和硝酸定位硝化反应为探针反应,考察了催化剂的性能;用酸碱滴定、TEM、N2吸附-脱附和Hammett指示法表征了固体超强酸。结果表明,固体超强酸保持了MCM-48的介孔结构,BET表面积高达208 m2/g,表面含有质子酸和路易斯酸中心,且具有强酸性(H0<-13.75);得到适宜的工艺条件:催化剂培烧温度500℃,反应温度60℃,n(硝酸)/n(邻二甲苯)=2.5,m(邻二甲苯)/m(催化剂)=25,反应时间3 h,产物收率为91.8%,含量达到82.1%。

纳米固体超强酸ZrO_2/SO_4^(2-)的制备及其苯催化硝化

采用纳米化学技术制备了新型的纳米固体超强酸催化剂ZrO2/SO24-,并用XRD、TEM进行了表征。结果表明:所研制的ZrO2/SO42-催化剂为晶态纳米粒子,平均粒径为41nm,分散性较好;考察了在不同工艺条件下苯硝化反应的收率影响因素,找出优化反应条件为:催化剂活化温度620℃,反应温度75℃,n(硝酸)∶n(苯)=2∶1,m(苯)∶m(催化剂)=30∶1,反应时间6h,收率达85.0%。

定向催化硝化合成2-氯-5-硝基甲苯

本文介绍了以邻氯甲苯为原料,采用定向催化硝化新工艺合成2-氯-5-硝基甲苯的方法。此方法不仅提高了产品质量,而且无废水产生,是值得工业推广的一种新方法。

三氟甲磺酸盐催化硝化制备氟他胺

目的:对氟他胺硝化传统工艺进行改进,避免浓硫酸的大量使用,建立一个低污染新方法;方法:利用三氟甲磺酸的镧系金属盐作为催化剂、浓硝酸作为硝化剂完成硝化反应;结果:在1,2-二氯乙烷中,以三氟甲磺酸盐为催化剂、95%浓硝酸为硝化剂,氟他胺前体85℃下反应4小时,后处理可得到淡黄色针状结晶氟他胺产品,收率60%,HPLC检测纯度为99.84%;结论:该方法可以避免浓硫酸的使用,可以制备合格的氟他胺。

甲苯的定向催化硝化

文章报导了甲苯定向催化硝化合成对一硝基甲苯的方法。在温和条件下,采用复合型催化剂,以硝酸为硝化剂,取得对位体与邻位体比值(P/O)为2.39的实验结果。与经典的混酸硝化法所得产物的 P/O 值0.63相比较,提高了1.76。

加速锰铁氧系氨氮亚硝化催化剂活化的研究

以锰盐、铁盐和微量元素为原料制备了经历150 h活化期后可利用水中溶解氧将NH_(4)^(+)氧化为NO_(2)^(-)的锰铁氧系催化剂,对其活化前后的微观变化进行分析表征,结果表明,催化剂活化前后的形貌无明显变化,但其活化后的Zeta电位明显变负,更有利于带正电的NH_(4)^(+)吸附在其表面。分析了催化剂的物相组成,结果表明,该催化剂是由δ-MnO_(2)和Fe_(2)O_(3)等组成的锰铁复合氧化物,活化后催化剂的δ-MnO_(2)物相峰和Fe_(2)O_(3)物相峰强度均增大。此外,活化后的铵催化剂中Mn(Ⅱ)减少而Mn(Ⅳ)增加,FeOOH减少而Fe_(2)O_(3)增加,碳酸氧减少而吸附氧增加。鉴于活化过程所发生的上述物种及微观变化,探索了缩短该催化剂活化时间的方式,采用NaClO溶液浸泡未活化的催化剂加快Mn(Ⅱ)向Mn(Ⅳ)转变,可将活化时间由150 h缩短为85 h,采用加热脱水法促进FeOOH向Fe_(2)O_(3)的转化,可将活化时间由150 h缩短为100 h。

催化反硝化脱氮效果及反应机制的研究

为解决水体中的硝酸盐氮污染,提出了零价铁(Fe0)耦合Pd-Cu催化剂的新型催化反硝化法去除水体中的硝酸盐氮.分别从催化反硝化操作参数的优化、反应机理及动力学等方面进行深入探讨.结果发现,用响应面曲线法对实验进行设计及分析,筛选的最佳操作条件为:溶液pH为5.0、反应时间为135min、活性组分Pd:Cu质量比为3.1、Fe0投加量为3.1g/L.在此实验条件下,催化反硝化的氮气转化率可达到74.6%.催化反应中,Fe0在催化反应中作为电子供体存在.催化剂载体负载的活性组分Pd、Cu在催化反应中发挥着重要的作用.催化剂载体的物理化学特性(如多孔结构、比表面积、吸附性能等)很大程度上影响着催化反硝化效果.通过控制溶液适宜的pH值、对催化剂载体进行酸洗处理、改变催化剂活性组分等方法可以一定程度上提高催化反硝化N2转化率.催化反硝化反应遵循Langmuir-Hinshelwood一级反应动力学规律.该催化反应是一个典型的多级反应过程.一定浓度的HCl溶液和NaOH溶液能使催化剂再生,提升催化剂的催化效果.

ZSM-5催化剂上甲苯硝酸硝化的区域选择性

研究了ＺＳＭ５ 催化剂上甲苯一硝化的区域选择性，以提高对位硝化能力，满足环境经济的双重发展要求。实验发现在以硝酸为硝化试剂时，高硅铝比的ＺＳＭ５ 催化剂的对位硝化催化选择性好。通过对ＨＺＳＭ５（硅铝比６２－２） 及其金属离子交换催化剂ＭｇＺＳＭ５、ＦｅＺＳＭ５ 和ＬａＺＳＭ５的应用考察，发现ＬａＺＳＭ５ 的对位催化选择性最高，邻对比达到１－１６ 。

皂土催化剂上芳烃的硝酸酯硝化反应的区域选择性研究

研究了酸性皂土催化剂上硝酸烷基酯硝化芳烃烷基苯方法的区域选择性。反应具有强对位选择性硝化能力,如甲苯的硝酸正丙酯硝化,产物邻对比例可达到0.58,较硝硫混酸的1.67显著降低。催化剂可循环使用。催化特性通过化学分析、FTIR、XRD和ESCA讨论。该方法在合成硝基芳烃化合物领域具有环境和经济双重意义。

交联柱撑皂土催化剂上甲苯的硝酸选择性硝化

在交联柱撑皂土催化下 ,应用硝酸硝化甲苯 ,能提高甲苯的对位选择性硝化能力 ,邻对硝基甲苯比例较通常硝硫混酸方法硝化邻对位产物比例 (1.6 7)显著降低。在所制备的 NH+4 、H+、L a3+等系列改性铝交联柱撑皂土催化剂中 ,稀土 L a3+改性交联柱撑皂土具有较好的催化选择性和活性 ,邻对硝基甲苯比例达到 0 .

酸性皂土催化剂作用下硝酸硝化卤苯的区域选择性

芳烃硝化的现实意义之一是建立具有区域选择性的硝化方法以满足质量的发展要求。在酸性皂土催化剂上 ,应用硝酸硝化卤苯能够提高卤苯的对位选择性硝化能力 ,氟苯、氯苯、溴苯和碘苯的邻对硝基异构体比例分别为 0 .1 3、0 .2 9、0 .33和 0 .

绿色催化剂在芳烃硝化中的研究进展

芳烃硝化产物因高附加值和结构多样性,在工业中间体领域举足轻重。目前,传统的芳烃硝化采用混酸硝化法,虽然工艺成熟,但常伴有选择性差、废酸处理难度大、环境污染严重等问题。近年来,随着对绿色硝化催化剂的不断深入研究,开发绿色催化体系替代传统混酸硝化成为该领域的研究热点。综述固体酸、离子液体、过渡金属等绿色催化剂在芳烃硝化中的研究进展,对该研究领域存在的局限性和未来的绿色清洁发展前景进行总结和展望。

元素掺杂材料在电催化反硝化中的研究进展

电催化反硝化是处理硝酸盐废水技术之一。本文综述了电催化反硝化的最新研究进展,分析了电催化反硝化直接电子转移和原子氢(H)介导间接还原两种反应机理,总结了电催化反硝化的决速步是将NO-3还原为NO-2以及决定产物选择性的关键中间体是NO。在此基础上,总结了元素掺杂方法及其对电极材料催化活性中心和电催化反硝化反应路径的调控效应,提出了元素掺杂是提高电极材料催化活性、产物选择性和长期稳定性的有效手段。此外,还讨论了其他因素如水质特征、运行参数等对电催化反硝化效果的影响,明确了水中共存卤素离子如Cl-和Br-等可显著提高N 2选择性以及大多数电极材料在中性条件下还原效果最佳。面向日益增长的硝酸盐废水处理需求,指出了电能消耗高和实际废水水质成分复杂导致副反应多是限制电催化反硝化大规模应用的关键瓶颈。由此,展望了电催化反硝化技术研究未来需要针对多种实际废水的理化性质开展长期中试试验,除了提高还原速率和产物选择性外,还要重点关注电能消耗并对处理尾水的安全性进行监测,以促进电催化反硝化技术的进一步发展和实际应用。

苯酚的固体酸催化选择性硝化

苯酚在固体酸改性皂土和高岭土的催化下能被硝酸对位选择性硝化，其对位与邻位硝化产物比率可达０．９０，并且工艺条件易于控制。

Menke条件下甲苯的固体酸催化选择性硝化

在Ｍｅｎｋｅ条件下，固体酸能对硝酸盐硝化甲苯的位置选择性产生影响。在所选的几种固体酸中皂土和高岭土是较好的对位选择性硝化催化剂，能使硝化产物的对邻比率达１．１～１．５。

铜钯电催化反硝化研究进展

水体中的硝酸根富集会造成氮循环失衡,影响水体质量和人体健康。电催化的清洁性和稳定性在反硝化方面具有优势。铜钯催化剂是当前最有吸引力的电催化反硝化阴极之一,本文从铜钯性能的优化和电催化反硝化的机理方面进行了梳理,针对目前铜钯阴极的研究进展,评述了铜钯催化剂在电催化反硝化过程中的优化及其机理,旨在为需要用铜钯材料进行电催化反硝化的研究人员提供参考。

电催化反硝化处理水中硝酸盐的研究进展

地下水等水体中硝酸盐含量不断增加,对人类健康造成了严重威胁。电催化反硝化可将硝酸盐转化为无害的氮气返回到大气中,是一种很有前途的替代生物反硝化去除水中硝酸盐的方法。综述了电催化反硝化技术的研究进展,阐述了电催化阴极材料和电催化反硝化影响因素两个方面的内容,提出了电催化反硝化技术在实现大规模应用过程中遇到的瓶颈,展望了今后电催化反硝化技术研究值得关注的方向。

适度氧化的三维铜电极高效电催化反硝化的研究

利用电化学氧化技术在泡沫铜基底上生长出纳米线,再进行退火氧化处理,使其具备高催化还原硝酸盐的性能。实验结果表明,该三维铜电极的比表面积高、传质效果好;用适度氧化后的电极以15 m A/cm^(2)的电流密度,在120 min内基本上可将pH=7的水体中存在的30 mg N/L硝酸盐去除(去除率为99%);为了将生成的氨氮副产物去除,加入NaCl还原120 min,硝酸盐的去除率达91%,氮气选择性高于95%。5次循环实验后硝酸盐的去除率保持在91%~95%,氮气选择性为93%~95%。该材料与工艺的结合解决了水体中硝酸盐的污染问题,为实际水体污染提供了新的解决方案。