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1、文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 1New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課-文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 2catalyst n. 催化劑催化劑 catalytic adj. 催化的催化的 catalysis n. 催化作用催化作用aroma

2、tic 芳烴芳烴oxidation 氧化氧化reduction 還原還原 phenol 苯酚苯酚intermediate 中間體中間體benzene 苯苯phenol-formaldehyde resins 酚醛樹脂酚醛樹脂New words and expressions：oxidation-reduction 氧化還原作用氧化還原作用文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 3cumene 枯烯枯烯alkylation 烷基化烷基化propene 丙烯丙烯phosphoric a

3、cid 磷酸磷酸aluminum chloride 三氯化鋁三氯化鋁hydroperoxide 過氧化氫物過氧化氫物a compound containing an OOH group cleavage 分裂，裂解分裂，裂解acetone 丙酮丙酮sulfuric acid 硫酸硫酸t(yī)oluene 甲苯甲苯文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 4heterogeneous 多相的多相的homogeneous 均相的均相的equimolar 等摩爾的等摩爾的plug flow re

4、actor 平推流反應(yīng)器平推流反應(yīng)器screening 篩選篩選activity 活性活性selectivity 選擇性選擇性contact time 接觸時間接觸時間primary product 主產(chǎn)物主產(chǎn)物side product 副產(chǎn)物副產(chǎn)物 by-product文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 5New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 催化劑催化劑氧化氧化芳烴芳烴catalytic 催

5、化的催化的catalytic activitycatalytic performance catalytic behavior催化活性催化活性催化性能催化性能催化性能催化性能catalytic reaction催化反應(yīng)催化反應(yīng)選擇性氧化芳烴的新催化技術(shù)選擇性氧化芳烴的新催化技術(shù) 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 6Finding a one-step method for making phenol 一步法一步法 苯酚苯酚 Catalytic chemical synthes

6、is accounts for 60% of 占占todays chemical products and 90% of the current chemical processes. 尋找一步生產(chǎn)苯酚的方法：尋找一步生產(chǎn)苯酚的方法：目前，目前，60%的化學(xué)品和的化學(xué)品和90%的化學(xué)過程是通過催化化學(xué)合成實(shí)現(xiàn)的的化學(xué)過程是通過催化化學(xué)合成實(shí)現(xiàn)的 。文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 7Given this dominance, catalytic oxidation has b

7、een 鑒于鑒于 催化氧化催化氧化 （美國）能源部（美國）能源部targeted by the Department of Energy as one of the most significant areas for advancement in the chemical industry (Energy Efficiency and Renewable Energy, Office of Industrial Technologies, Vision 2020 Chemical Industry of the Future). Renewable Energy 可再生能源可再生能源鑒于這種

8、主導(dǎo)地位，鑒于這種主導(dǎo)地位，催化氧化被催化氧化被美國能源部美國能源部作為作為化學(xué)工業(yè)發(fā)展的化學(xué)工業(yè)發(fā)展的最重要的最重要的領(lǐng)域之一領(lǐng)域之一（能源效率和可再生能源，工業(yè)技術(shù)辦公室，展望未來（能源效率和可再生能源，工業(yè)技術(shù)辦公室，展望未來2020年的年的化學(xué)工業(yè)）化學(xué)工業(yè)） 。文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 8Catalytic oxidations are the lifeblood of the chemical industry. The products of oxida

9、tion are the required intermediates for many industrial 中間體中間體 chemicals and organic polymers. As such,化學(xué)藥品化學(xué)藥品 有機(jī)聚合物有機(jī)聚合物 selective oxidation is an important element for 選擇性氧化選擇性氧化future development of the chemical industry. 催化氧化催化氧化生命線，命脈生命線，命脈催化氧化是化學(xué)工業(yè)的命脈。催化氧化是化學(xué)工業(yè)的命脈。氧化產(chǎn)物是許多工業(yè)化學(xué)品和有機(jī)聚合物生產(chǎn)所必需的中間體。

10、氧化產(chǎn)物是許多工業(yè)化學(xué)品和有機(jī)聚合物生產(chǎn)所必需的中間體。正因?yàn)槿绱?，選擇性氧化是未來化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重要組成部分。正因?yàn)槿绱耍x擇性氧化是未來化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重要組成部分。 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 9Catalytic chemical synthesis accounts for 60% of todays chemical products and 90% of the current chemical processes. Given this dominance

11、, catalytic oxidation has been targeted by the Department of Energy as one of the most significant areas for advancement in the chemical industry (Energy Efficiency and Renewable Energy, Office of Industrial Technologies, Vision 2020 Chemical Industry of the Future). Catalytic oxidations are the lif

12、eblood of the chemical industry. The products of oxidation are the required intermediates for many industrial chemicals and organic polymers. As such, selective oxidation is an important element for future development of the chemical industry. 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Ox

13、idation of Aromatics 10尋找生產(chǎn)苯酚的一步法：尋找生產(chǎn)苯酚的一步法：目前，目前，60%的化工產(chǎn)品和的化工產(chǎn)品和90%的化學(xué)過程是通過催化化學(xué)合的化學(xué)過程是通過催化化學(xué)合成實(shí)現(xiàn)的成實(shí)現(xiàn)的 。鑒于這種主導(dǎo)地位，催化氧化被美國能源部定。鑒于這種主導(dǎo)地位，催化氧化被美國能源部定為化學(xué)工業(yè)發(fā)展的最重要的領(lǐng)域之一（能源效率和可再生能為化學(xué)工業(yè)發(fā)展的最重要的領(lǐng)域之一（能源效率和可再生能源，工業(yè)技術(shù)辦公室，展望未來源，工業(yè)技術(shù)辦公室，展望未來2020年的化學(xué)工業(yè)）年的化學(xué)工業(yè)） 。催。催化氧化是化學(xué)工業(yè)的命脈，其產(chǎn)物是許多工業(yè)化學(xué)品和有機(jī)化氧化是化學(xué)工業(yè)的命脈，其產(chǎn)物是許多工業(yè)化學(xué)品和有

14、機(jī)聚合物生產(chǎn)所必需的中間體。正因?yàn)槿绱?，選擇性氧化是未聚合物生產(chǎn)所必需的中間體。正因?yàn)槿绱?，選擇性氧化是未來化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重要組成部分。來化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重要組成部分。 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 11The direct oxidation of benzene to phenol has been the 苯苯 苯酚苯酚 focus of work by numerous investigators over the last thirty years. Howeve

15、r, most of these investigations were exploratory in nature. To our knowledge, there is 實(shí)際上，本質(zhì)上實(shí)際上，本質(zhì)上 in factno known, one-step process using molecular oxygen that selectively converts benzene to phenol withhigh yield. 高產(chǎn)率高產(chǎn)率 在過去的三十年里，苯直接氧化制備苯酚是許多研究者工作的重心。在過去的三十年里，苯直接氧化制備苯酚是許多研究者工作的重心。然而，大部分的研究實(shí)際上仍是

16、探索性的。然而，大部分的研究實(shí)際上仍是探索性的。據(jù)我們所知，目前尚未有使用分子氧高產(chǎn)率地選擇氧化苯來制備苯酚的據(jù)我們所知，目前尚未有使用分子氧高產(chǎn)率地選擇氧化苯來制備苯酚的一步法。一步法。第一部分第一部分文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 12 Currently, phenol is produced at a rate of about 4.5 billion (4.5109) lb/yr in the U.S. and about 11 billion lb/yr wor

17、ldwide. Phenol is used primarily to produce 主要地主要地phenol-formaldehyde resins. 酚醛樹脂酚醛樹脂目前，苯酚在美國以目前，苯酚在美國以45億磅億磅/年的速度出產(chǎn)，全世界大約是年的速度出產(chǎn)，全世界大約是110億磅億磅/年。年。苯酚主要用來生產(chǎn)酚醛樹脂。苯酚主要用來生產(chǎn)酚醛樹脂。 lb: libra = pound 磅磅yr: year文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 13The three-step cu

18、mene process produces about 95% of the phenol used in the world. Starting from benzene, the cumene process involves: 異丙苯法工藝異丙苯法工藝 枯烯法工藝枯烯法工藝 異丙苯，枯烯異丙苯，枯烯世界上世界上95%的苯酚是由三步枯烯法工藝生產(chǎn)的。的苯酚是由三步枯烯法工藝生產(chǎn)的。以苯為原料，枯烯法的工藝包括：以苯為原料，枯烯法的工藝包括： 異丙苯：異丙苯： isopropylbenzene 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selec

19、tive Oxidation of Aromatics 14Alkylation of benzene with propene to form cumene, catalyzed by phosphoric acid or aluminum chloride. 磷酸磷酸 氯化鋁氯化鋁Oxidation of cumene to cumene hydroperoxide using molecular oxygen. 過氧化異丙苯過氧化異丙苯Cleavage of cumene hydroperoxide to phenol and 裂解裂解acetone, catalyzed by sulf

20、uric acid.丙酮丙酮 硫酸硫酸 烷基化烷基化丙烯丙烯在磷酸或三氯化鋁催化下，苯和丙烯通過烷基化反應(yīng)生成異丙苯；在磷酸或三氯化鋁催化下，苯和丙烯通過烷基化反應(yīng)生成異丙苯；以氧氣氧化異丙苯制備過氧化異丙苯；以氧氣氧化異丙苯制備過氧化異丙苯；在硫酸催化下，過氧化異丙苯裂解生成苯酚和丙酮。在硫酸催化下，過氧化異丙苯裂解生成苯酚和丙酮。 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 15主反應(yīng)方程式：文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for S

21、elective Oxidation of Aromatics 16Argonnes Chemical Technology Division is conducting research aimed at finding a one-step method of producing phenol. Chemical Technology Division at Argonne National Laboratory美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室化工技術(shù)部美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室化工技術(shù)部 CMT阿貢化工技術(shù)部正在進(jìn)行一項(xiàng)研究，其目標(biāo)是尋找一步生成苯酚的方阿貢化工技術(shù)部正在進(jìn)行一項(xiàng)研究，其目標(biāo)是尋找一步生成苯酚

22、的方法。法。National Laboratory 國家實(shí)驗(yàn)室國家實(shí)驗(yàn)室State key laboratory 國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Argonne National Laboratory (以核能為基礎(chǔ)發(fā)展而來，包括生以核能為基礎(chǔ)發(fā)展而來，包括生物、能源、環(huán)境物、能源、環(huán)境) 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 17Currently, phenol is produced at a rate of about 4.5 billion(4.5109) lb/yr in

23、 the U.S. and about 11 billion lb/yr worldwide. Phenol is used primarily to produce phenol-formaldehyde resins. The three-step cumene process produces about 95% of the phenol used in the world. Starting from benzene, the cumene process involves: Alkylation of benzene with propene to form cumene, cat

24、alyzed by phosphoric acid or aluminum chloride. Oxidation of cumene to cumene hydroperoxide using molecular oxygen. Cleavage of cumene hydroperoxide to phenol and acetone, catalyzed by sulfuric acid. Argonnes Chemical Technology Division is conducting research aimed at finding a one-step method of p

25、roducing phenol.第二部分第二部分文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 18 目前，在美國苯酚以目前，在美國苯酚以45億磅億磅/年的速度出產(chǎn)，全世界大約是年的速度出產(chǎn)，全世界大約是110億磅億磅/年。苯酚主要用來生產(chǎn)酚醛樹脂。世界上年。苯酚主要用來生產(chǎn)酚醛樹脂。世界上95%的苯酚是的苯酚是由三步的枯烯法工藝生產(chǎn)的。以苯為原料，枯烯法的工藝包括由三步的枯烯法工藝生產(chǎn)的。以苯為原料，枯烯法的工藝包括： 在磷酸或三氯化鋁催化下，苯和丙烯通過烷基化反應(yīng)生成異在磷酸或三氯化鋁

26、催化下，苯和丙烯通過烷基化反應(yīng)生成異丙苯；丙苯； 以氧氣氧化異丙苯制備過氧化異丙苯；以氧氣氧化異丙苯制備過氧化異丙苯； 在硫酸催化下，過氧化異丙苯裂解生成苯酚和丙酮。在硫酸催化下，過氧化異丙苯裂解生成苯酚和丙酮。 化工技術(shù)部正在進(jìn)行一項(xiàng)研究，其目標(biāo)是尋找一步生成苯酚化工技術(shù)部正在進(jìn)行一項(xiàng)研究，其目標(biāo)是尋找一步生成苯酚的方法。的方法。第二部分第二部分文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 19Research Highlights 研究熱點(diǎn)研究熱點(diǎn)In the current pro

27、ject we are investigating a new process for manufacturing phenol from either benzene or toluene by a one-step, 甲苯甲苯heterogeneous catalytic, selective oxidation reaction多相催化，非均相催化多相催化，非均相催化 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) using molecular oxygen:C6H6 + 1/2O2 C6H5OH在目前的一個項(xiàng)目中，我們正在研究一種通過氧分子一步多相催化選在目前的一個項(xiàng)目中，我們正在研究一種通過氧分子一步多相催化選

28、擇性氧化苯或甲苯制備苯酚的新工藝擇性氧化苯或甲苯制備苯酚的新工藝 。（在目前的一個項(xiàng)目中，我們正在研究一個制備苯酚的新工藝，這個（在目前的一個項(xiàng)目中，我們正在研究一個制備苯酚的新工藝，這個新工藝通過氧分子多相催化、選擇性氧化苯或苯酚一步實(shí)現(xiàn)。）新工藝通過氧分子多相催化、選擇性氧化苯或苯酚一步實(shí)現(xiàn)。） 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 20If successful, this one-step process would require much less energy an

29、d produce fewer wastes than the conventional process. 傳統(tǒng)工藝傳統(tǒng)工藝如果成功，這種一步法工藝與傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝相比需要的能量少如果成功，這種一步法工藝與傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝相比需要的能量少的多而且產(chǎn)生很少的污染。的多而且產(chǎn)生很少的污染。 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 21The proposed process is also attractive in that, in principle, it produces no

30、by-products. In the cumene 副產(chǎn)品副產(chǎn)品process, phenol and acetone are produced in equimolar amounts, so the economics of the process 等摩爾數(shù)等摩爾數(shù)depends on the marketability of acetone. 新工藝的另一吸引人之處在于，原理上它不產(chǎn)生副產(chǎn)物。新工藝的另一吸引人之處在于，原理上它不產(chǎn)生副產(chǎn)物。在異丙苯法工藝中，苯酚和丙酮是以等摩爾量產(chǎn)生的，因此該工藝的在異丙苯法工藝中，苯酚和丙酮是以等摩爾量產(chǎn)生的，因此該工藝的經(jīng)濟(jì)性依賴于丙酮的市場需求

31、量。經(jīng)濟(jì)性依賴于丙酮的市場需求量。文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 22This dependence could become a problem when the demand for phenol and acetone are quite different. Currently, the acetone market is over-supplied, and 供過于求供過于求expectations are that it will not grow with t

32、heanticipated demand for phenol. 當(dāng)苯酚和丙酮的需求量存在很大的差異時，這種依賴性就成了問題。當(dāng)苯酚和丙酮的需求量存在很大的差異時，這種依賴性就成了問題。目前，丙酮市場是供過于求的，而且預(yù)計(jì)它不會隨苯酚預(yù)期需求量的目前，丙酮市場是供過于求的，而且預(yù)計(jì)它不會隨苯酚預(yù)期需求量的增加而增加。增加而增加。 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 23In the current project we are investigating a new proce

33、ss for manufacturing phenol from either benzene or toluene by a one-step, heterogeneous catalytic, selective oxidation reaction using molecular oxygen:C6H6 + 1/2O2 C6H5OHIf successful, this one-step process would require much less energy and produce fewer wastes than the conventional process. The pr

34、oposed process is also attractive in that, in principle, it produces no by-products. In the cumene process, phenol and acetone are produced in equimolar amounts, so the economics of the process depends on the marketability of acetone. This dependence could become a problem when the demand for phenol

35、 and acetone are quite different. Currently, the acetone market is over-supplied, and expectations are that it will not grow with the anticipated demand for phenol. 第三部分第三部分文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 24在目前的一個項(xiàng)目中，我們正在研究一種以苯或甲在目前的一個項(xiàng)目中，我們正在研究一種以苯或甲苯為原料

36、，通過多相催化以氧氣一步氧化制備苯酚苯為原料，通過多相催化以氧氣一步氧化制備苯酚的新工藝。如果成功，這種一步法與傳統(tǒng)的生產(chǎn)工的新工藝。如果成功，這種一步法與傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝相比需要的能量少的多而且產(chǎn)生很少的污染。新藝相比需要的能量少的多而且產(chǎn)生很少的污染。新工藝的另一吸引人之處在于，原理上它不產(chǎn)生副產(chǎn)工藝的另一吸引人之處在于，原理上它不產(chǎn)生副產(chǎn)物。在異丙苯法工藝中，苯酚和丙酮是以等摩爾量物。在異丙苯法工藝中，苯酚和丙酮是以等摩爾量產(chǎn)生的，因此該工藝的經(jīng)濟(jì)性依賴于丙酮的市場需產(chǎn)生的，因此該工藝的經(jīng)濟(jì)性依賴于丙酮的市場需求量。當(dāng)苯酚和丙酮的需求量存在很大的差異時，求量。當(dāng)苯酚和丙酮的需求量存在很大的

37、差異時，這種依賴性就成了問題。目前，丙酮市場是供過于這種依賴性就成了問題。目前，丙酮市場是供過于求的，而且預(yù)計(jì)它不會隨苯酚預(yù)期需求量的增加而求的，而且預(yù)計(jì)它不會隨苯酚預(yù)期需求量的增加而增加。增加。 第三部分第三部分文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 25 In a joint program with Engelhard Corporation, ABB Lummus, Reaction Design, Northwestern University, and the Univ

38、ersity of Virginia we are西北大學(xué)西北大學(xué) 維吉尼亞大學(xué)維吉尼亞大學(xué)working on new catalysts that will undergo reaction 1 without deep oxidation to carbondioxide. 在一項(xiàng)由在一項(xiàng)由Engelhard公司、公司、ABB Lummus公司、反應(yīng)設(shè)計(jì)院、西北大公司、反應(yīng)設(shè)計(jì)院、西北大學(xué)和維吉尼亞大學(xué)聯(lián)合研究的項(xiàng)目中，我們正在研發(fā)能夠促使反應(yīng)學(xué)和維吉尼亞大學(xué)聯(lián)合研究的項(xiàng)目中，我們正在研發(fā)能夠促使反應(yīng)1進(jìn)行但不會將其進(jìn)一步氧化成二氧化碳的新型催化劑。進(jìn)行但不會將其進(jìn)一步氧化成二氧化碳的新

39、型催化劑。 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 26To aid in this work we are employing combinatorial techniques to screen a large組合技術(shù)組合技術(shù) 候選者候選者 篩選篩選number of potential candidates. This then gives us a database of promising candidates to test in 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 平推流反應(yīng)器平推流反應(yīng)器

40、more conventional plug flow reactors. 為了對這項(xiàng)工作有所幫助，我們使用了組合技術(shù)對大量的潛在候?yàn)榱藢@項(xiàng)工作有所幫助，我們使用了組合技術(shù)對大量的潛在候選物進(jìn)行篩選。選物進(jìn)行篩選。 這使我們得到了有希望的候選物數(shù)據(jù)庫，然后在更傳統(tǒng)的平推流這使我們得到了有希望的候選物數(shù)據(jù)庫，然后在更傳統(tǒng)的平推流反應(yīng)器中對其進(jìn)行測驗(yàn)。反應(yīng)器中對其進(jìn)行測驗(yàn)。 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 27The combinatorial reactor uses a

41、series of glass plates into which a variety of homogeneous or 多相的多相的 均相的均相的heterogeneous catalyst candidates have been placed. A simple color change indicates a successful candidate (see figure below, right). 這個組合反應(yīng)器使用了一系列的玻璃盤，盤中放置了各種均相或這個組合反應(yīng)器使用了一系列的玻璃盤，盤中放置了各種均相或多相的候選催化劑。多相的候選催化劑。一個簡單的顏色變化指示一個成功的候

42、選物（如右下圖所示）。一個簡單的顏色變化指示一個成功的候選物（如右下圖所示）。 文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 28A new technique developed by CMT allows promising catalysts for a one-step phenol production method to be identified by a simple color change. CMT開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)能通過一個簡單的顏色變化來鑒別適用于一開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)

43、能通過一個簡單的顏色變化來鑒別適用于一步制苯酚法的理想催化劑步制苯酚法的理想催化劑文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 29Using this technique we have been able to screen an average of 20 catalysts per week. From these screenings, a number of candidates have shown promise for the direct oxidation of b

44、enzene to phenol.使用這項(xiàng)技術(shù)，我們平均每周能夠篩選使用這項(xiàng)技術(shù)，我們平均每周能夠篩選20種催化劑。種催化劑。通過這些篩選，（發(fā)現(xiàn)）許多候選物對于苯直接氧化制備苯酚通過這些篩選，（發(fā)現(xiàn)）許多候選物對于苯直接氧化制備苯酚的反應(yīng)顯示出活性。的反應(yīng)顯示出活性。文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 30 In a joint program with Engelhard Corporation, ABB Lummus, Reaction Design, Northwest

45、ern University, and the University of Virginia we are working on new catalysts that will undergo reaction 1 without deep oxidation to carbon dioxide. To aid in this work we are employing combinatorial techniques to screen a large number of potential candidates. This then gives us a database of promi

46、sing candidates to test in more conventional plug flow reactors. The combinatorial reactor uses a series of glass plates into which a variety of homogeneous or heterogeneous catalyst candidates have been placed. A simple color change indicates a successful candidate (see figure below, right).Using t

47、his technique we have been able to screen an average of 20 catalysts per week. From these screenings, a number of candidates have shown promise for the direct oxidation of benzene to phenol. 第四部分第四部分文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 31在一項(xiàng)由在一項(xiàng)由Engelhard公司、公司

48、、ABB Lummus公司、反應(yīng)設(shè)計(jì)公司、反應(yīng)設(shè)計(jì)院、西北大學(xué)和維吉尼亞大學(xué)聯(lián)合研究的項(xiàng)目中，我們正院、西北大學(xué)和維吉尼亞大學(xué)聯(lián)合研究的項(xiàng)目中，我們正在研發(fā)能夠促使反應(yīng)在研發(fā)能夠促使反應(yīng)1進(jìn)行但不會將其進(jìn)一步氧化成二氧進(jìn)行但不會將其進(jìn)一步氧化成二氧化碳的新型催化劑。化碳的新型催化劑。為了對這項(xiàng)工作有所幫助，我們使用了組合技術(shù)對大量的為了對這項(xiàng)工作有所幫助，我們使用了組合技術(shù)對大量的潛在候選物進(jìn)行篩選。這使我們得到了有希望的候選物數(shù)潛在候選物進(jìn)行篩選。這使我們得到了有希望的候選物數(shù)據(jù)庫，然后在更傳統(tǒng)的平推流反應(yīng)器中對其進(jìn)行測驗(yàn)。這據(jù)庫，然后在更傳統(tǒng)的平推流反應(yīng)器中對其進(jìn)行測驗(yàn)。這個組合反應(yīng)器使用

49、了一系列的玻璃盤，盤中放置了各種均個組合反應(yīng)器使用了一系列的玻璃盤，盤中放置了各種均相或多相的候選催化劑。一個簡單的顏色變化指示一個成相或多相的候選催化劑。一個簡單的顏色變化指示一個成功的候選物（如右下圖所示）。使用這項(xiàng)技術(shù)，我們平均功的候選物（如右下圖所示）。使用這項(xiàng)技術(shù)，我們平均每周能夠篩選每周能夠篩選20種催化劑。通過這些篩選，（發(fā)現(xiàn)）許多種催化劑。通過這些篩選，（發(fā)現(xiàn)）許多候選物對于苯直接氧化制備苯酚的反應(yīng)顯示出活性。候選物對于苯直接氧化制備苯酚的反應(yīng)顯示出活性。 第四部分第四部分文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective

50、 Oxidation of Aromatics 32Testing of the promising candidates has shown that a catalyst previously used in NOx reduction chemistry 活性活性 選擇性選擇性 還原還原h(huán)as activity and selectivity for phenol production. Cu-ZSM-5 (photo at top of this page) shows selectivity of better than 50% for phenol. 對理想候選物的測試結(jié)果表明，一

51、種以前在對理想候選物的測試結(jié)果表明，一種以前在NOx還原化學(xué)中使用還原化學(xué)中使用的催化劑對于苯酚的生產(chǎn)具有活性和選擇性。的催化劑對于苯酚的生產(chǎn)具有活性和選擇性。Cu-ZSM-5 （如上圖所示）對苯酚顯示出高于（如上圖所示）對苯酚顯示出高于50%的選擇性。的選擇性。氮氧化物氮氧化物 oxides of nitrogen文獻(xiàn)閱讀文獻(xiàn)閱讀 第四課第四課 New Catalyst Technology for Selective Oxidation of Aromatics 33A catalyst previously used in NOx reduction chemistry, Cu-ZSM-5, is very promising for the one-ste