【文章內容簡介】 又名1,3,5苯三甲酸英文名稱1,3,5benzenetricarboxylicacid。trimesicacid分子結構式分子量外觀形態(tài)白色自由流動的晶體狀粉末熔點380℃溶解度23℃,微溶于乙醚其他具有一定可燃性，對皮膚眼睛和呼吸系統(tǒng)有一定刺激作用均苯三甲酸含量%5甲基苯間二甲酸含量2%3,5二甲基苯甲酸含量%鄰苯二甲酸含量%其他含量%酸值780mgKOH/g~805mgKOH/g揮發(fā)分%灰分%溴值mg/kg鈷含量 mg/kg錳含量 mg/kg 均苯三甲酸的合成方法早在 1948 年 Lawton 等就提出在 220℃， 下使用硝酸氧化烷基芳烴合成對苯二甲酸的方法。1956 年 Newby發(fā)明的精制方法也用到硝酸來合成均苯三甲酸，后來 Hilms 等在 115℃， 下使用硝酸氧化均三甲苯得到均苯三甲酸等產品。 但該方法存在如下問題：硝酸作原料成本高；對目的產品的選擇性差；溶劑為水，氧化效果差；產品精制難度大；嚴重污染環(huán)境且易爆，危險性大。鑒于這些問題，此方法在工業(yè)上已被淘汰。[12]由于該方法通過引入相轉移催化劑，如溴化十六烷基三甲銨、十八叔胺二甲基羥基硝酸季銨鹽和 KaoAsfier101 等，增大了無機相高錳酸鉀溶液與有機相均三甲苯的接觸相介面積，進而提高了反應速度和產品收率，因此工業(yè)上仍用此方法[13]進行均苯三甲酸的小批量生產。同樣是因為成本高，收率較低，環(huán)境污染嚴重等問題，該方法的使用正在逐漸減少。該法的化學反應可表示為： （11） (12) 據(jù)報道，孫洪明等采用該方法來合成均苯三甲酸[14]，其中選用溴化十六烷基三甲銨作相轉移催化劑，在 70℃～80℃下反應 3h，以高錳酸鉀計的均苯三甲酸摩爾收率約為 82％。 美國 MidCentury 公司[15]在 1964 年提出用氣液相催化空氣氧化法由均三甲苯合成均苯三甲酸，后由 Amoco 公司[16]加以改進，并建立了多烷基苯氧化裝置，現(xiàn)已實現(xiàn)工業(yè)化生產。國內黑龍江石化研究院也采用了該方法合成均苯三甲酸。該方法主要涉及的化學反應為： （13）公認的均三甲苯氣液相催化空氣氧化合成均苯三甲酸的反應歷程為： (14) 硝酸氧化法需要消耗大量的硝酸，成本高且對設備有腐蝕；對目的產品的選擇性差；溶劑為水，氧化效果差；含氮化合物會污染產物，產品精制難度大[17]；嚴重污染環(huán)境且易爆，危險性大。鑒于這些問題，此方法在工業(yè)上已被淘汰。 高錳酸鉀氧化法反應過程中產生大量的廢水、廢物[MnO2]，后處理困難，并且，收率較低，環(huán)境污染嚴重，該方法的使用正在逐漸減少。目前工業(yè)上只用此方法進行均苯三甲酸的小批量生產。 與液相氧化法相比，氣液相空氣氧化法的優(yōu)勢在于使用了價廉易得的空氣作氧化劑，從而降低了原料成本。此外，由于使用溶劑乙酸，催化劑和引發(fā)劑四溴乙烷，提高了產品的選擇性和收率，具有原料損失小、能耗低的優(yōu)點，該技術路線成為目前工業(yè)上普遍采用的主流工藝。此工藝主要由均三甲苯氧化反應、均苯三甲酸提純凈化以及溶劑和催化劑的回收再利用三部分構成[18]。本文選用的工藝為：均三甲苯的催化氧化反應以乙酸作溶劑，四溴乙烷作引發(fā)劑；銻鎢雜多酸鹽作催化劑；氧化反應得到的粗均苯三甲酸經過過濾、洗滌、結晶進行精制，最后用水洗后得到均苯三甲酸；氧化反應得到的溶液液采用簡單精餾回收乙酸。 （1）紅外光譜分析用紅外光譜儀器吸收光譜法定性或定量分析有機物和無機物含量，分析分子的結構和化學鍵[19]。將一束不同波長的紅外射線照射到物質的分子上，某些特定波長的紅外射線被吸收，形成這一分子的紅外吸收光譜。每種分子都有由其組成和結構決定的獨有的紅外吸收光譜，據(jù)此可以對分子進行結構分析和鑒定。紅外吸收光譜是由分子不停地作振動和轉動運動而產生的，分子振動是指分子中各原子在平衡位置附近作相對運動，多原子分子可組成多種振動圖形。當分子中各原子以同一頻率、同一相位在平衡位置附近作簡諧振動時，這種振動方式稱簡正振動（例如伸縮振動和變角振動）。分子振動的能量與紅外射線的光量子能量正好對應，因此當分子的振動狀態(tài)改變時，就可以發(fā)射紅外光譜，也可以因紅外輻射激發(fā)分子而振動而產生紅外吸收光譜。分子的振動和轉動的能量不是連續(xù)而是量子化的。但由于在分子的振動躍遷過程中也常常伴隨轉動躍遷，使振動光譜呈帶狀。所以分子的紅外光譜屬帶狀光譜，分子越大，紅外譜帶也越多。廣泛應用于對物質化學組成的分析，根據(jù)光譜中吸收峰的位置和形狀來推斷未知物的結構。分析對象多為有機物，在測定過程中不會破壞樣品的物理化學性質，所需樣品少，制樣簡單，不需化學試劑，分析速度快，可直接分析粉末顆粒、半固體、液體等樣品。但其用于定量分析時只能依靠計算機進行數(shù)據(jù)處理[20]。（2）酸值滴定酸值是表示油脂類、聚酯類、石蠟等有機物質中含有游離酸的一種指標。在化學中，酸值（或稱中和值、酸價、酸度）表示中和1克化學物質所需的氫氧化鉀（KOH）的毫克數(shù)。利用酸堿滴定的方法分析產品的酸值，能夠有效的分析產品酸值，控制產品質量指標，分析產品產率。該方法操作簡單，誤差相對較小，并且能夠在工業(yè)分析中有效使用。（3）XRD射線衍射儀XRD即Xray diffraction，分析其衍射圖譜，獲得產品的成分、內部原子或分子的結構或形態(tài)等信息，以此來分析物質的性能[21]。晶體的X射線衍射圖像實質上是晶體微觀結構的一種精細復雜的變換，每種晶體的結構與其X射線衍射圖之間都有著一一對應的關系，其特征X射線衍射圖譜不會因為它種物質混聚在一起而產生變化，這就是X射線衍射物相分析方法的依據(jù)。制備各種標準單相物質的衍射花樣并使之規(guī)范化，將待分析物質的衍射花樣與之對照，從而確定物質的組成相，就成為物相定性分析的基本方法。X射線衍射(包括散射)已經成為研究晶體物質和某些非晶態(tài)物質微觀結構的有效方法[22]。綜合考慮各種儀器分析方法[23]，采用XRD射線衍射儀，紅外光譜分析方法進行產品的定性分析，并選擇酸值滴定進行產品的定量分析。第二章 實驗部分銻鎢雜多酸鹽催化劑的制作的過程與配料比、溫度、等因素有關，以酒石酸銻鉀、仲鎢酸銨、十六烷基三甲基溴化銨為原料，以檸檬酸為絡合劑，一般是在特定的條件下合成該物質。銻鎢雜多酸鹽催化劑的合成采用的是溶膠凝膠法[24]，其化學過程是首先將原料分散在溶劑中，然后經過水解反應生成活性單體，活性單體進行聚合，開始成為溶膠，進而生成具有一定空間結構的凝膠，然后經過干燥和熱處理制備出所需要的產品。其反應過程一般包括水解反應和聚合反應。而本實驗產生溶膠凝膠過程機制主要成分是絡合物，就是通過絡合劑將金屬離子形成絡合物，在一定條件下形成溶膠，進一步處理得到凝膠，最后經過熱處理得到最終的銻鎢雜多酸鹽催化劑。 實驗儀器實驗儀器 型號生產廠家強力電動攪拌機 JB50上海昌吉地質儀器有限公司電熱恒溫水浴鍋 DK98II 天津泰斯特儀器有限公司電子天平 CP 214 奧豪斯儀器（上海）有限公司氣固相催化反應裝置3010G60 天津大學北洋化工實驗設備有限公司X射線粉末衍射儀D8 Advance德國Bruker公司高溫箱式電爐 SX2816 武漢亞華電爐有限公司紅外光譜儀 Spectrum Rx1日本島津設計所 實驗試劑試劑名稱規(guī)格生產廠家仲鎢酸銨分析純北京五七六0部隊化工廠檸檬酸分析純天津市河東區(qū)紅巖試劑廠均三甲苯分析純中石化錦州石化公司冰乙酸分析純天津市富宇精