Application of Laser to Selective Partial Oxidation of Hydrocarbons by Dioxygen

激光在分子氧选择性部分氧化碳氢化合物中的应用

基本信息

  • 批准号:
    63430017
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    1988
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1988 至 1990
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Study of partial oxidation of hydrocarbons, such as ethane, propane, cyclohexane and benzene, initiated by irradiation of ArF or KrF excimer laser on various initiators, has led to the conclusions as follows ;(1) Partial oxidation of paraffins initiated by N_2O or O_3 photolysisReaction is initiated by photochemical decomposition of either N_2O or O_3 by excimer laser light. The singlet oxygen produced by the photolysis of N_2O reacted with hydrocarbons by insertion into C-H bond to produce "hot" alcohols. The product distribution of the reaction in which O_3 is introduced as an initiator shows that use of KrF laser light to generate O(^1D) from ozone was found to have the advantage, over ArF laser and N_2O, of better selectivity for cyclohexanol and cyclohexanone. The advantage essentially results from the fact that KrF laser light does not promote the decarbonylation of cyclohexanone to cyclopentane and carbon monoxide, while ArF laser light does.(2) Partial oxidation of cyclohexane in liquid phaseIn the liquid phase oxidation, selectivity for oxygen-containing compounds is over 85%, and quantum yield is more than 10^3 times larger than that in gas phase reaction, which may be due to higher concentration of cyclohexane. The formation of compounds formed by radical recombination, which was not observed in gas phase reaction at all, can be explained by the cage effect in the liquid phase oxidation.(3) Reactions of aromatics by irradiation of excimer laserIn the photoreactions of aromatics (benzene and toluene), decomposition into C_2 - C_4 olefins occurs and no oxygen-containing compounds are observed, due to the photolysis of the reactant itself by absorbing of either ArF or KrF excimer laser light.
本文研究了ArF或KrF准分子激光在不同引发剂上引发乙烷、丙烷、环己烷和苯等烃类的部分氧化反应,得到如下结论:(1)N_2O或O_3光解引发烷烃的部分氧化反应。N_2O光解产生的单线态氧通过插入碳氢键与碳氢化合物反应生成热醇。以O_3为引发剂的反应产物分布表明,用KrF激光从臭氧中生成O(^1D)的反应比用ArF激光和N_2O的反应具有更好的环己醇和环己酮选择性。该优点主要是由于KrF激光不促进环己酮脱羰成环戊烷和一氧化碳,而ArF激光促进环己酮脱羰成环戊烷和一氧化碳。(2)环己烷的液相部分氧化在液相氧化中,含氧化合物的选择性超过85%,量子产率是气相反应的10^3倍以上,这可能是由于环己烷浓度较高所致。在液相氧化反应中,自由基复合形成化合物,这在气相反应中根本没有观察到,可以用笼效应来解释。(3)芳烃在准分子激光照射下的反应在芳烃(苯和甲苯)的光反应中,由于反应物本身吸收ArF或KrF准分子激光而发生光解,生成C_2 - C_4烯烃,没有观察到含氧化合物。

项目成果

期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hiroーo Tominaga: "Elsevier" Future Opportunities in Catalytic and Separation Technnology(edited by M.Misono,Y.Moroーoka and S.Kimura), 18(213-230) (1990)
Hiroo Tominaga:“Elsevier”催化和分离技术的未来机遇(由 M.Misono、Y.Morooka 和 S.Kimura 编辑),18(213-230) (1990)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
大島 義人: "テック出版株式会社" レ-ザ-加工ハンドブック, 9(31-39) (1991)
大岛义人:《Tech Publishing Co., Ltd.》激光加工手册,9(31-39) (1991)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
大島義人: "ArFエキシマ-レ-ザ-光照射によるメタンの部分酸化反応" 石油学会誌. 32(2). 59-66 (1989)
Yoshito Oshima:“ArF 准分子激光照射下的甲烷部分氧化反应”,日本石油学会杂志 32(2) (1989)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Hiroーo Tominaga: "Future Opportunities in Catalytic and Separation Technnology(edited by M.Misono,Y.Moroーoka and S.Kimura)" Elsevier, 18 (1990)
Hiroo Tominaga:“催化和分离技术的未来机遇(由 M.Misono、Y.Morooka 和 S.Kimura 编辑)” Elsevier,18 (1990)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
大島義人: "亜酸化窒素、オゾンへのエキシマ-レ-ザ-光照射によって誘起されるシクロヘキサンの気相酸化反応" 石油学会誌. 32(4). 216-223 (1989)
Yoshito Oshima:“一氧化二氮和臭氧的准分子激光照射引起的环己烷的气相氧化反应”日本石油学会杂志32(4) (1989)。
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  • 批准号:
    01044042
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    1989
  • 资助金额:
    $ 9.34万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for international Scientific Research
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    $ 9.34万
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