1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.1 2,3-丁二醇概况

2,3-丁二醇几乎为无色的固体，有吸湿性。与水混溶，溶于乙醇和乙醚。由于具有手性，2,3-丁二醇在不对称合成及燃油添加剂方面有着较广泛的应用，在油墨、香水、熏蒸消毒剂、润湿软化剂、炸药、增塑剂及药物载体上有着潜在的应用[1]。其脱水产物甲乙酮是树脂、漆的优良溶剂，以及丁二烯是合成橡胶单体[2]。其脱氢产物乙偶姻在日用品、人造黄油、化妆品有着广泛的应用。2,3-丁二醇作为一种重要的化工原料，随着其生物发酵法生产技术的突破，产量大幅上升，为其下游产物开发利用提供了广阔的前景。

1.2 丁二酮的性质及研究概况

丁二酮也称双乙酰，为黄色至浅绿色液体[3]，具有甜的，奶油香气。天然存在于当归、肉豆蔻、香茅、香叶、丁香、木兰等精油中，在奶油、牛奶、咖啡、覆盆子、草莓、苹果、番茄和食醋中也被检测到[4]。丁二酮是一种重要的香料化合物，广泛用于各种香精配方中，如薰衣草、檀香等日用香精以及牛奶、奶油、巧克力、咖啡、可可、酒香等食用香精中[5]。此外，丁二酮还是重要的有机合成中间体，可用来制备2,3,5-三甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪[6]，还能用作明胶硬化剂、照相粘结剂、医药中间体等其他化工原料。

丁二酮的制备方法较多，根据所采用的氧化剂不同，主要可分为二氧化硒臭氧氧化法、亚硝化法、空气氧化法[7]。二氧化硒臭氧氧化法以丁酮为原料，收率可达40%，但是催化剂二氧化硒价格昂贵，未能实现大规模工业化；空气氧化法以镍或钒等金属味催化剂，用空气吧丁酮氧化成二丁酮，由于收率低，因此还未见生产实例报道；亚硝化法是以丁酮为原料，于亚硝酸反应，后水解得到丁二酮。目前国内丁二酮的生产工艺主要是采用亚硝酸化法，但是该工艺污染严重，亚硝酸类物质毒性大，沸点低，制备过程产生大量硫酸氢钠，难以回收[8]。还有一些用发酵法制备丁二酮方法的报道，但其最高产量仅在98mg/l ，成本投入很高，距投入生产还需要研究。

作为丁二醇的氧化产物之一，丁二酮的用途非常广泛，可作为多种化工原料和中间体。因此，高效低成本且环境友好的丁二酮制备方法亟待研究。鉴于目前所用的氧化技术污染大、产值低、能耗高，寻找一种合适的催化氧化技术以实现其工业化生产迫在眉睫，而解决这一技术的核心问题正在于高性能催化剂的研制。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

研究或要解决的问题

1）不同fe/p比的磷酸铁催化剂的合成方法；

2）通过改变反应条件，如反应温度、空速等，实现多变量控制以比较不同反应条件下不同fe/p比的磷酸铁催化剂的催化性能；