1. 研究目的与意义
随着现代科技的快速发展，人们对绿色化学越发重视。人们开始对原料的利用率，选择性，催化反应缩短历程等进行探索，我们希望在提高原料的利用率的同时减少能源的使用，减少环境污染。苯酚是树脂、杀菌剂、医药等生产中最重要的化学物质之一。传统的三步法苯制苯酚工艺能耗高，有副产物丙酮生成，苯酚收率低(。以H2O2为氧化剂的一步法羟基化反应是目前生产苯酚最有吸引力的路线之一，具有较高的原子效率且氧化剂价廉易得。由于苯环惰性，碳氢键能较高，因此如何活化苯环是该路线中的难点之一。现在催化系统一般采用昂贵的贵金属或有毒的过渡金属钒(V)来活化反应物，反应过程中显著流失导致催化剂的快速失活，并对环境产生严重污染。因此，开发高效、稳定、无毒的多相催化剂催化苯的羟基化反应仍然是一个挑战。诸多研究结果证实杂多酸中的磷钼钒催化剂是实现苯羟基化的有效催化剂之一，但存在极易溶于反应体系，不方便回收复用。因此，如何设计具有高活性且方便回收的改性磷钼钒催化剂需要探索新的催化剂设计策略。通过对本课题的设计，要求学生能够设计简单的有机基团改性的磷钼钒杂化催化剂，并熟练掌握合成方法，能对所合成的离子液体型杂多酸盐催化剂运用红外、热重、XRD等手段进行表征与分析，并将其用于氧化催化反应中考察其催化性能，通过反应时间，反应温度、催化剂加入量等考察确定其最佳反应条件。
2. 课题关键问题和重难点
在以往的最常用的本制备苯酚的方法由于苯酚的收率太低，所以我们要改进方案，提高苯酚的转化率，降低成本，降低能耗，减少污染。所以我们采用改性磷钼钒杂化新型的keggin结构的磷钼钒催化剂，应用于乙腈溶剂中，30%的双氧水作为氧化剂催化苯制备苯酚的反应中。我们从如下几个方面探讨设计方案出现的问题；
1.催化剂角度：催化剂的选取是否符合绿色化学的原则，对苯酚的转化率是否有显著提高，催化剂的选择性问题，反应结束后催化剂的回收复用等。
2.反应角度：我们所制的催化剂反应过程中亲水性和疏水性的探索，疏水性高有利于催化剂与苯和乙腈体系互溶更好的反应。制备的催化剂在反应过程中是单核、双核、还是多核的聚合，磷钼钒聚离子液体的聚合度对反应过程中苯酚的转化率和选择性的影响。
3. 国内外研究现状（文献综述）
苯酚是常见的有机化学材料，也是有机合成中重要的原材料。苯酚主要运用制备酚醛树脂，杀菌剂，消毒剂，医药，染料，还是塑料工业，有机合成工业等行业的重要的化学物质。苯酚是无色或白色晶体，有特殊气味。易溶于乙醇，乙醚，氯仿，甘油等有机溶剂。苯酚有毒，不慎滴到手上应该立即用酒精清洗。苯酚的来源主要是石油工业中的煤焦油的分馏，苯酚的制备主要有如下几个方面：芳卤的衍生物制备苯酚；重氮盐的水解；芳磺酸制备苯酚（碱熔法）；异丙苯制备苯酚。
芳卤的衍生物制备反应条件要求苛刻，芳卤不溶于水反应时需要高温高压，由于芳卤水解制备苯酚有许多局限性，所以此法应用少。
重氮盐的水解法制备苯酚由于反应中芳正离子非常活泼，可与反应液中其他亲核试剂反应产生副产物，一般加入稀硫酸或者惰性溶剂。所以此法运用制备一些不易在苯环上指定位置引入羟基的反应。
4. 研究方案
本论文采用了有机基团改性的磷钼钒杂化催化剂作为苯的活化剂来活化双氧水催化氧化苯制备苯酚，但是由于苯环具有惰性，碳氢键键能较高，因此活化苯环是研究的重要方向。而磷钼钒杂化催化剂是实现苯的羟基化的有效催化剂，又因为磷钼钒催化剂极易溶于反应体系，所以催化剂的回收复用又是一个重要问题。在研究不同反应条件下的活化性能和选择性能，对于不同的反应时间，反应温度，催化剂用量考察最佳反应条件。所以研究方向有以下几个重要方向：合成选择性和活化性能最佳磷钼钒杂化催化剂；在不同反应条件下，优化反应条件选出最佳的活化剂来进行双氧水的催化氧化；设计出回收性和重复使用性最好的活性剂。
制备磷钼钒杂化催化剂，采用奎宁，二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA）、二乙烯基苯（DWB）为交联剂合成聚合离子体加入磷钼钒合成杂化催化剂用于双氧水氧化苯制备苯酚。
实验步骤：制备奎宁-磷钼钒杂化催化剂→催化剂进行表征分析→分析催化氧化苯羟基化的机理→设计苯羟基化的实验→对成果进行气象色谱分析→解决问题→数据处理、完成论文。
5. 工作计划
1.第一学期第18-21周：查找多孔有机磷钼钒的相关文献的相关的文献及书籍，了解杂多酸中磷钼钒的概念，离子液体作为溶剂的优点和特点、功能化离子液体的制备、有机多孔磷钼钒的制备及表征、苯的羟基化反应的研究进展并开始设计实验过程。
2.第二学期1-3周：确定毕业论文题目，收集并阅读与所选课题相关资料。
3.第4-6周：按照计划，定期向指导老师汇报工作进展，严格按照预期完成。
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
