基本信息
- 項目名稱：
- 枚棕酸合成方法研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 利用雜環(huán)分子設計光電功能化合物是當前材料化學研究的熱點。從分子結構的角度來看，大的電子離域分子平面有利于功能分子的設計。方酸類化合物具有類苯的分子結構，但參與平面共軛的原子要遠大于苯環(huán)，從這個角度來講，以方酸基團設計光電功能分子是很有前途的從理論研究及分子設計的角度來講，方酸類化合物具有高度的電子離域性和分子對稱性，因此對它們的深入研究對于研究光電功能材料具有非常重要的意義。
- 詳細介紹：
- 本項目探索以乙二醛、無水亞硫酸鈉、碳酸氫鈉等物質為原料合成六方酸鈉的高產率合成工藝路線。針對具體的實驗過程，選擇分子篩、金屬催化劑和分子篩負載金屬催化劑來提高氣液反應過程中氣體分子與反應底物的接觸幾率和氧化效率。同時在提高單次反應產率的基礎上進行合成工藝優(yōu)化，探索合成殘液復用和催化劑的回收利用效率。通過實驗找到一種提高六方酸鈉合成產率的方法。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 研究目的： 1.探索利用催化劑提高乙二醛氧化聚合效率，提高單次合成產率； 2. 進行合成工藝優(yōu)化及化工工藝設計，實現(xiàn)合成反應連續(xù)生產過程中的殘液循環(huán)復用，提高化合物綜合收率。
科學性、先進性及獨特之處
- 科學性： 1. 前期研究工作表明，分子篩的添加有利于化合物產率的提高。分子篩可以提高氧氣分子在溶液中與乙二醛分子接觸的可能性，從而提升反應幾率。 2. 前期試驗結果表明，金屬Cu可以對該反應起到顯著的催化效果，因此選擇過渡金屬類催化劑進行本反應的催化的可行的。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 該方法從傳統(tǒng)的枚棕酸合成路線出發(fā)，利用殘液復用，以金屬和分子篩作為催化劑，得到的枚棕酸收率高達20.6%，比文獻中記載的9.7%增長一倍多。且此方法反應條件溫和，原料成本低，環(huán)境友好，為枚棕酸及其衍生染料的大量制備提供了一條新的途徑。
學術論文摘要
- 本文研究了枚棕酸的合成路線，以乙二醛為原料，在NaHCO3和Na2SO3存在下，分別利用殘液復用、以分子篩或金屬Cu作為催化劑，一步獲得高純度的枚棕酸。該合成方法原料成本低，條件溫和，環(huán)境友好，枚棕酸收率可達20.6%, 高于傳統(tǒng)方法的約10%
獲獎情況
- 2011化學工程與材料特性國際學術研討會上發(fā)表
鑒定結果
- 本作品在國內同類項目中占據領先地位，大大提高了枚棕酸的合成產率，為下一步的實驗作好了鋪墊，有巨大的實用價值。
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 在1834年Gemlin就分離得到了五方酸，但是由于對方酸類化合物的結構和性質的全面認識到近幾年才完全認識清楚。所以這一類化合物的研究進展是相當緩慢的。近幾年由于新型光電功能材料設計的需要，對方酸類化合物的研究逐漸成為熱點。1992年，Seitz等人在Chem.Rev上詳細的論述了方酸類化合物的研究進展。2001年，Dunitz等人在Angew上首次系統(tǒng)的報道了五方酸簡單鹽的晶體結構，利用X射線系統(tǒng)的分析了五方酸分子中五元環(huán)的結構。雖然五次對稱結構在光電功能化合物設計中有著獨特的優(yōu)勢，但總的來說，對于五方酸類化合物的研究相比其他類化合物進展要緩慢的多。其中最重要的一點就是五方酸原料的合成方法進展緩慢，目前的合成路線還難以大規(guī)模合成。
