环氧苯乙烷和异佛尔酮是当今化工产业中重要的精细化学品,广泛应用于有机合成、香料、制药等领域,其市场需求量不断增大。近年来,环氧苯乙烷和异佛尔酮的合成是催化乃至有机合成领域的一个热门研究课题。本文将探索苯乙烯环氧化和丙酮气相缩合的反应工艺及相关催化剂,实现环氧苯乙烷和异佛尔酮的高效催化合成。研究内容主要分为以下两部分。（1）本文首先采用不同镁源通过焙烧制备了一系列MgO催化剂,用于苯乙烯催化环氧化反应。其中以Mg（OH）₂为镁源合成的MgO催化剂展现出较好的催化性能,苯乙烯转化率为98.2%,环氧苯乙烷选择性达到99.6%。另外,通过考察焙烧温度对催化剂的影响,发现在700℃焙烧得到的MgO催化剂性能相对较好。其次,通过对助剂、反应时间、反应温度、催化剂和助剂的使用量及催化剂的成型压力等条件的探究,发现在以H₂O₂为氧源,乙腈作溶剂及助剂Na₂CO₃参与的条件下,催化剂与苯乙烯的质量比为0.18:1,助剂与的苯乙烯的质量比为0.25:1,60℃反应10 h时可达到最佳反应性能。最后,探究乙腈、H₂O₂和MgO催化剂使用量对反应放大的影响,发现乙腈/苯乙烯体积比为2.4:1时催化性能相对较优,苯乙烯转化率提高到99.3%,环氧苯乙烷选择性达到93.9%。而催化剂放大制备并未对催化性能产生明显影响,且在优化的工艺条件下催化剂具有良好的反应稳定性。（2）传统镁铝固体碱催化剂上丙酮气相缩合制异佛尔酮的催化活性较差。本文在镁铝水滑石的基础上进行Ca、Zr、Cr等金属的掺杂,分别采用沉淀法和水热法合成金属掺杂的镁铝复合氧化物催化剂,通过XRD、BET、CO₂-TPD等手段对催化剂进行表征,重点研究不同金属掺杂和不同合成方法所制备催化剂的反应性能及其构效关联。实验结果表明掺杂Zr对镁铝催化剂的丙酮气相缩合反应性能具有显著提高作用,且水热法合成的催化剂与沉淀法相比这一提高作用更为明显。采用水热合成的Mg:Al:Zr摩尔比为39:20:2的水滑石在500℃焙烧6 h,所得镁铝锆催化剂在丙酮液相空速2h-1、反应温度300℃及常压条件下,丙酮转化率达32.9%,并且异佛尔酮选择性高达84.6%。此外,丙酮气相缩合高反应压力对于催化剂的丙酮转化率影响不明显,但却显著降低异佛尔酮选择性,重质副产物增多。