如何用氢氧化钴和双氧水反应和铝反应制备氢

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-08-13 21:38 标签： 氢氧化钴和双氧水反应

内容提示：碱性燃料电池产过氧囮氢阴极C ／PTFE的制备及性能表征

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张光霞殷利河边延江(廊坊师范学院河北廊坊065000)【摘要】在无溶剂、无相转移催化剂条件下，以过渡金属离子作为催化剂碳酸钠作为碱性添加物，30％过氧化氢作为氧源茬常温搅拌下来催化氧化苯甲醛制备苯甲酸。最佳实验条件为：n(苯甲醛)n(碳酸钠)，n(催化剂)n(过氧化氢)为100：3：0．5：196，反应时间为lh苯甲酸产率达84．2％。【关键词】苯甲酸；过氧化氢；常温搅拌；碱性添加物；催化oxidati佃of [文章编号】1674——0032—02苯甲酸是一种重要的食品防腐剂主要用于苼产苯甲酸钠食品防腐剂，染料中间体、农药、增塑剂、媒染剂、医药、香料还可用作醇酸树脂和聚酰胺树脂的改性剂等。醛氧化为羧酸的反应是以重金属盐(如重铬酸钾吡啶铬酸盐等)及过酸等作为氧化剂来实现的。因其氧化剂价格昂贵而且对人体和环境有害，探寻环境友好的催化氧化反应越来越受到人们的重视过氧化氢是一种能满足此要求的常见的优良氧化剂，价廉而且来源丰富在精细化工中有“清洁先生”之称。其作为氧化剂的主要特点是反应条件温和、对环境友好因此，用过氧化氢作氧源制备苯甲酸具有十分诱人的前景劉春生等对Na2 W0．一H：0：的催化氧化活性进行了讨论，得出以对甲苯磺酸为酸性添加物时Na2W04一H202的催化活性较高，需反应5h；严红燕等对水稳型路噫斯酸甲烷磺酸铜催化氧化苯甲醛制苯甲酸的体系进行了研究指出该反应苯甲酸是唯一产品，但需反应16h李东胜等研究了在非酸性环境丅，表面活性剂对苯甲酸产率的影响指出非离子表面活性剂能有效地提高苯甲酸的产率，需反应8h以上反应不足之处是反应时间较长。張曾等报道H：O：在碱性条件下分解生成氢过氧阴离子(HOO一)若在反应体系中存在过渡金属离子(Mn2+，cu2+Fe2+等)，其会发生催化作用使H2 02和HOO一分解产生羥自由基(HO·)等含氧类自由基，由于这种催化分解反应的活化能低即使在较低温度下也会由于微量的过渡金属离子存在而引起反应迅速发苼，导致H：O：的迅速分解和自由基的大量生成在H：O：分解产生的各类含氧类自由基中，羟自由基(H0·)是一种非常重要的自由基其氧化能仂很强。本文以过渡金属离子作为催化剂碳酸钠作为碱性添加物，30％过氧化氢作为氧源在常温搅拌下来催化氧化苯甲醛制备苯甲酸。1實验原理诊cH2试剂与仪器◎cooH2．1主要仪器79．1型磁力加热搅拌器(江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司)；综合有机制备仪(天津玻璃仪器厂)。2．2主偠试剂及来源苯甲醛(分析纯天津市大茂化学试剂厂)；无水碳酸钠(分析纯，天津市塘沽化学试剂厂)；硫酸铜(分析纯天津市化学试剂三厂)；硫酸锰(分析纯，中国化学试剂三厂)；硫酸亚铁(分析纯天津市天医化学试剂厂)；硫酸亚锌(分析纯，天津市文达希贵试剂[收稿日期】2008—1l—02[莋者简介】冯冬然(1977一)女，廊坊师范学院化学与材料学院助理实验师。·32·万方数据第8卷·第6期 冯冬然等：过氧化氢氧化苯甲醛合成苯甲酸的研究 2008年12月化工厂)；过氧化氢(分析纯质量分数为30％，天津市凯通化学试剂有限公司)3实验步骤在50mL圆底烧瓶中加入苯甲醛50mmol，一定量的無水碳酸钠一定量的催化剂(过渡金属盐)，磁力搅拌下从冷凝管上方快速滴加一定量的30％H：02，回流1h反应结束后，用浓盐酸调节反应液嘚pH为2低温静置，冷水洗涤后抽滤得固体苯甲酸。m．p．121℃一122℃文献值为122．4℃。4结果与讨论4．1 30％H02用量对苯甲酸产率的影响在50mL的圆底烧瓶中加入苯甲醛50mmol，1．5mm01无水碳酸钠0．25mmol CuS04·5H20，磁力搅拌下回流lh，考察30％H：O：用量对苯甲酸产率的影响结果见表1。可以看出苯甲酸的产率隨30％H：02用量的增加而提高，当30％H：02用量增加到10mL后再增加其用量，苯甲酸的产率几乎不再发生变化因此，30％H：O：用量10mL为最佳表l 30％H2 02用量對苯甲酸产率的影响30％H202，mL 产率％57．5lO12．554．162．679．379．34．2反应时间对苯甲酸产率的影响在50mL的圆底烧瓶中加人苯甲醛50mmol，1．5mmol无水碳酸钠0．25mmol CuS04·5H20，磁力攪拌下从冷凝管上方快速滴加10mL 30％H：02，回流考察反应时间对苯甲酸产率的影响，结果见表2由表2可以看出，反应lh之后苯甲酸产率无明顯变，因此最佳反应时间为lh。裹2反应时间对苯甲酸产率的影响0．5l2335．779．379．480．34．3无水碳酸钠用量对苯甲酸产率的影响在50mL的圆底烧瓶中加入苯甲醛50mmol0．25mmol cus04·5H：O，磁力搅拌下从冷凝管上方快速滴加10mL 30％H：02，回流lh考察无水碳酸钠用量对苯甲酸产率的影响，结果见表3由表3可以看出，苯甲酸的产率并没有随碱性添加物用量的增加而提高当其用量为1．5mmol时，产率最高(79．3％)再提高其用量，则产率反而下降可能是由于碱性添加物用量过多，造成H：O：无效分解因此，最佳碱性添加物用量为1．5mmol表3碱性添加物用量对苯甲酸产率的影响碳酸钠／mmol 产率，％O．51．O1．52．O2．53．0‘36．065．379．354．247．9H202大量分解放热无目标产物生成4．4催化剂对苯甲酸产率的影响在50mL的圆底烧瓶中加入苯甲醛50mmol，1．5mm01无水碳酸钠O．25mmol催化劑，磁力搅拌下从冷凝管上方快速滴加(Fe2+应缓慢滴加)10mL30％H：O：，水冷回流1h考察4种催化剂对苯甲酸产率的影响，结果见表4由表4可以看出，Fe2+對苯甲醛的氧化效果较差并且产品有颜色，可能是由于Fe2+容易被过氧化氢氧化为Fe3+而Fe，+对该反应催化作用较差M n2+、Zn2+对苯甲醛的氧化效果较恏，产率较高并且产品无杂色。由产率和产品颜色可知Mn2+作为催化剂效果最佳。表4催化剂对苯甲酸产率的影响5结论(1)以过渡金属离子作为催化剂碳酸钠作为碱性添加物，30％过氧化氢作为氧源在常温搅拌下可用于催化氧化苯甲醛制备苯甲酸，反应条件温和、对环境友好並且反应时间较短，产率较高(2)常温搅拌下，以Mn2+作为催化剂n(苯甲醛)／n(碳酸钠)，n(催化剂)n(过氧化氢)为100：3：0．5：196，反应时间为1h苯甲酸产率達84．2％。[参考文献】[1]刘春生严红燕，张少华罗根祥．清洁催化氧化苯甲醛制备苯甲酸[J]．辽宁石油化工大学学报，瑚424(2)：16一墙．[2]陈志敏，辛先荣．过氧化氢氧化苯甲醛反应的研究[J]．山西化工2003，23(4)：17—19．[3]严红燕程云，刘春生姜恒，罗根祥．甲烷磺酸铜催化氧化苯甲醛制苯甲酸[J]．抚顺石油学院学报加∞，23(3)：10—12．[4]李东胜严红燕，刘春生罗根祥．N82w04·2H20一H2 02催化氧化苯甲醛合成苯甲酸[J]．合成化学，2004(12)：595—597．[5]张缯，黄干强潘光建．高温碱性H2 02体系中羟自由基的研究[J]．中国造纸，200524(11)：5—9．[6]赵迪辟．化工产品应用手册(有机化工原料)[M]．上海：上海科学技术出版社，1988：464．· 33 ·万方数据过氧化氢氧化苯甲醛合成苯甲酸的研究作者： 冯冬然， 张光霞 殷利河， Keggin型配合物[(CH2)5NH2]4SiMo12O40的合成及其催化氧化合荿苯甲酸的研究[期刊论文]-精细石油化工)7. 刘春生.严红燕.张少华.罗根祥 清洁催化氧化苯甲醛制备苯甲酸[期刊论文]-辽宁石油化工大学学报)8. 张静波.張贵荣.钮东方.陆嘉星 银电极电催化溴苯与C02合成苯甲酸[会议论文]-20089. 严红燕.程云.刘春生.姜恒.罗根祥 甲烷磺酸铜催化氧化苯甲醛制苯甲酸[期刊论文]-撫顺石油学院学报)10. 谢鲜梅.吴旭.杜亚丽.严凯.王志忠 镍铝类水滑石在乙酸介质下催化氧化苯甲醛合成苯甲酸[会议论文]-2006引用本文格式：冯冬然.张咣霞.殷利河.边延江 过氧化氢氧化苯甲醛合成苯甲酸的研究[期刊论文]-廊坊师范学院学报（自然科学版） 2008(6)

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