Основи технології окиснення ароматичних альдегідів на мікрогелевих каталізаторах

Abstract

Дисертаційна робота присвячена розробленню основ технології окиснення ароматичних альдегідів в умовах гетерофазного середовища на мікрогелевих Seвмісних каталізаторах. В роботі розглядаються процеси гетерофазного окиснення ароматичних альдегідів з метою одержання індивідуальних продуктів або їх сумішей (ароматичні кислоти/фенольні сполуки). У роботі особливу увагу зосереджено на одержанні бензойної кислоти, зважаючи на зростаючий попит на цю сполуку, що цілком відповідає актуальним потребам сучасної промисловості. Основною сировинною базою для запропонованих технологій є бензальдегід та пероксид водню – доступні багатотоннажні продукти. Робота вирішує важливу науково-технічну проблему – створення основ технології гетерофазного окиснення ароматичних альдегідів, яка ґрунтується на розробленні міжфазних каталізаторів, які підвищують ефективність перебігу реакції в умовах «водаолія», завдяки стабілізації емульсії та високій каталітичній активності; при цьому каталізатори легко відділяються для повторного використання. Виконано огляд науково-технічної літератури і наведено критичний аналіз методів та технологій одержання ароматичних кислот та інших фенольних сполук, а також підходів до розроблення каталізаторів гетерофазного окиснення ароматичних альдегідів, сформульовано основні ідеї роботи. Показано, що проведення технологічного процесу в умовах гетерофазного середовища суттєво підвищує його ефективність завдяки полегшеному розділенню продуктів і реагентів, що, у свою чергу, значно спрощує очищення кінцевих сполук. Однак, основною перешкодою для таких реакцій є низька ефективність міжфазних каталізаторів, що значно ускладнює впровадження гетерофазних процесів у промисловості. Визначено напрямки розроблення нових міжфазних каталізаторів реакцій гетерофазного окиснення ароматичних альдегідів. На основі огляду науково-технічної літератури сформульовано мету та завдання роботи. This dissertation is devoted to the development of fundamental principles for the oxidation technology of aromatic aldehydes in a heterogeneous environment using Secontaining microgel catalysts. The study examines the processes of heterogeneous oxidation of aromatic aldehydes to obtain individual products or their mixtures (aromatic acids/phenolic compounds). Special focus is given to the production of benzoic acid due to its increasing demand, which aligns with the current needs of modern industry. The primary raw materials used in the proposed technologies are benzaldehyde and hydrogen peroxide – available and environmentally safe bulk products. The research addresses a significant scientific and technical problem: the creation of fundamental technologies for the heterogeneous oxidation of aromatic aldehydes, based on the development of interfacial catalysts that enhance reaction efficiency in “water-oil” systems by stabilizing emulsions and ensuring high catalytic activity. These catalysts can also be easily recovered for reuse. A review of scientific and technical literature is presented, along with a critical analysis of methods and technologies for obtaining aromatic acids and other phenolic compounds, and approaches to the development of catalysts for the heterogeneous oxidation of aromatic aldehydes. The main ideas of the research are formulated. It is shown that carrying out the technological process in a heterogeneous environment significantly improves its efficiency due to the simplified separation of products and reactants, which in turn facilitates the purification of final compounds. However, the main limitation of such reactions is the low efficiency of interfacial catalysts, which hinders the industrial application of heterogeneous processes. Directions for developing new interfacial catalysts for these reactions are defined. The research goal and objectives were formulated based on a comprehensive literature review.