摘要
本文以2,3-二氯-5,6-二氰对苯醌（DDQ）为氧化剂，以水为氧源，在可见光的照射下，对连续流微反应器中DDQ光致氧化苯制苯酚的反应进行了研究。 考察了水与苯的摩尔比、DDQ与苯的摩尔比、苯浓度、停留时间、反应环境、不同溶剂、光照强度等因素对反应的影响。结果表明，水、苯、DDQ的最佳摩尔比为12:1:1.5，苯的最佳浓度为30mM，停留时间为60min，以乙腈为溶剂，在室温下苯酚的产率可达94%，选择性达99%以上。 通过无量纲参数考察了微反应器中反应液流体的流动特征，在以分子扩散为主导、忽略返混的流动条件下研究了不同光照强度下DDQ光致氧化苯制苯酚的表观反应动力学，通过MATLAB软件对不同反应动力学模型进行了拟合，动力学拟合效果较好，结果显示苯的反应级数为二级，DDQ为一级，与光致氧化机理推断的结果基本一致。 通过Design-Expert10软件建立了二次多项式响应面曲面模型，其表达式为Y（%）=88.02+4.65×A+5.2×B+5.9×C+1.17×AB-0.73×AC-1.18×BC-2.22×A2+0.28×B2-6.47×C2；三个影响因素对苯酚产率的影响显著性排序为：停留时间＞水浓度＞DDQ浓度；在模型预测的最优条件下苯酚的产率能达96.46%，与实际实验值94±2.62%较为吻合，这表明模型比较可靠，能较好地预测一定条件范围内苯酚的产率。 在反应体系中加入TBN使DDQH2氧化再生为DDQ，以减少DDQ的初始用量。在此基础上考察了LED光源颜色、光照强度、TBN/DDQ的摩尔比、DDQ浓度、水浓度、停留时间等因素对反应的影响，分析了目标产物苯酚、副产物2-硝基苯酚和4-硝基苯酚在不同条件下的产率变化。结果表明，蓝光为最适宜的光源，当苯浓度为30mM，水浓度为360mM，TBN/DDQ的摩尔比为0.5时，DDQ浓度可从45mM降至15mM，在停留时间60min下，苯酚产率仍可达81%，同时保持90%的高选择性。
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