表4的數(shù)據(jù)說明,兩種偶聯(lián)產(chǎn)物的選擇性也較低。隨著反應(yīng)溫度的升高,甲苯的轉(zhuǎn)化率提高;在同一溫度下,隨著反應(yīng)時間的延長甲苯的轉(zhuǎn)化率也提高,當溫度為300℃,反應(yīng)時間為4h時,甲苯的轉(zhuǎn)化率最高,達到80%。在較高反應(yīng)溫度時(275℃和300℃),兩種偶聯(lián)產(chǎn)物的選擇性存在著相同的趨勢:即隨著反應(yīng)時間的延長,選擇性下降。在300℃、反應(yīng)時間為1h時,兩者的選擇性分別是:28.6%和15.5%。當反應(yīng)溫度為250℃時,二苯甲烷的選擇性隨著時間的延長呈現(xiàn)增高的趨勢,而二苯乙烯則相反,隨著反應(yīng)時間的延長選擇性呈現(xiàn)下降。另外,除反應(yīng)溫度較低(250℃)和反應(yīng)時間較短(1h)的一組數(shù)據(jù)外,其它情況下二苯乙烷的選擇性均高于二苯乙烯。對于此,筆者認為可以這樣解釋:甲苯與硫反應(yīng)首先生成二苯乙烷,二苯乙烷進一步與硫反應(yīng)可得到二苯乙烯;這兩種偶聯(lián)產(chǎn)物都可以和硫繼續(xù)發(fā)生反應(yīng),而在高溫和較長的反應(yīng)時間時,二苯乙烯比二苯乙烷更易與硫發(fā)生反應(yīng),所以會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。對于可檢測到的副產(chǎn)物,大致存在溫度升高、反應(yīng)時間延長其含量增多的規(guī)律。

綜合以上分析,可知甲苯和硫在較高溫度下(250-300℃)可以反生反應(yīng),甲苯的轉(zhuǎn)化率最高可達到80%。在GC-MS可檢測的范圍內(nèi),反應(yīng)產(chǎn)物以兩種偶聯(lián)產(chǎn)物為主:分別是二苯乙烷和二苯乙烯;兩種產(chǎn)物的選擇性最高可達到28.6%和15.5%。通過GC-MS分析發(fā)現(xiàn),反應(yīng)除得到兩種偶聯(lián)產(chǎn)物外,還得到了多種其它產(chǎn)物,這些產(chǎn)物的出現(xiàn)以前未見報道,本文對其生成機理也進行了探討。
3.3機理探討
一般認為,硫的脫氫反應(yīng)是自由基歷程。Tsurugi曾研究了二苯甲烷與硫的反應(yīng),提出了生成硫化氫的反應(yīng)歷程;Fernández在研究芴與硫反應(yīng)時,也認為經(jīng)歷了自由基歷程。筆者就本實驗中甲苯與硫反應(yīng)的可檢測產(chǎn)物提出如下的反應(yīng)歷程。



4結(jié)論
本研究可得出如下結(jié)論:硫存在下,甲苯在250-300℃時可發(fā)生脫氫偶聯(lián)反應(yīng),偶聯(lián)產(chǎn)物包括兩種:1,2-二苯乙烷和反-1,2-二苯乙烯。在實驗條件下,甲苯的轉(zhuǎn)化率最高可達到80.0%,兩種偶聯(lián)產(chǎn)的選擇性較低,最高分別可達到28.6%和15.5%。反應(yīng)中得到較多的副產(chǎn)物,在GC-MS可檢測的范圍內(nèi),共檢測出14種。初步探討了生成各種可檢測到的產(chǎn)物的機理,認為屬自由基機理。
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