Co/Mn/Br催化体系中CO_2协助氧化对二甲苯制对苯二甲酸

【摘要】：以对二甲苯(PX)为原料、醋酸和水为溶剂,在Co/Mn/Br催化体系作用下,用N_2/O_2/CO_2混合气氧化PX制备了对苯二甲酸(TA)。考察了混合气中CO_2含量对氧化反应速率、氧化反应中间产物含量和TA收率的影响。同时,分析了PX液相氧化条件下CO_2的作用机理。实验结果表明,CO_2加快了PX的氧化反应进程,使氧化过程的耗氧速率明显加快。在反应液中w(Co)=0.030%、w(Mn)=0.060%、w(Br)=0.075%(相当于反应液的质量)和反应温度195℃的条件下,使用V(CO_2)∶V(O_2)∶V(N_2)=40∶21∶39的混合气氧化时,CO_2的协助氧化作用最为明显,与用空气氧化PX制备TA相比,反应时间缩短了4～5min,此时固体产物TA中中间产物的含量最低。紫外可见光谱分析表明,在PX液相催化氧化体系下加入CO_2,形成了一种活性组分,它促进了金属离子价位的转换。