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相对于传统的生物降解能力差，易积聚对环境造成污染的矿物基润滑油，三羟甲基丙烷油酸酯（TMPTO）是一种十分重要的经过化学改性的绿色润滑剂，由于其优良的生物降解率和热稳定性而受到广泛重视。然而，润滑油在加工、处理、存储及循环使用过程中，常因水的污染和夹带形成乳状液，导致油的流动性和润滑性变差，故要求其本身必须具备优异的抗乳化能力。目前，合成三羟甲基丙烷油酸酯所用催化剂较多，但多为强酸或强碱，不仅环境污染大，设备腐蚀严重，而且副反应多，抗乳化性能差。为解决上述问题，利用固体超强酸催化剂催化酯化反应已成为研究的热点。本文选用具有双向的交叉孔道和择形催化特性，反应物和产物比较容易在孔道中传递，具有良好应用前景的中孔型沸石HZSM-5作为超强酸催化剂载体，采用溶胶凝胶法制备分子筛HZSM-5负载SO42-/TiO2的固体超强酸，用以催化三羟甲基丙烷（TMP）和油酸（OA）酯化反应。探讨了沉淀pH、焙烧温度、焙烧时间等催化剂制备条件对SO42-/TiO2-HZSM-5固体超强酸催化剂催化活性的影响，结果表明：在沉淀pH=8，浓度为0.5mol/L硫酸的浸渍液，浸渍30min，在550℃，焙烧4h的SO42-/TiO2-HZSM-5固体超强酸催化剂制备条件下，TMPTO的性能最好，酯化率高达97.6%，油水分离时间为5min。SO42-/TiO2-HZSM-5固体超强酸催化剂的IR、XRD、SEM、EDS、 BET表征结果为：SO42-/TiO2以纳米颗粒的形式包裹在HZSM-5分子筛表面，负载后催化剂中HZSM-5结构没有被破坏，且负载后催化剂的比表面积高达309.2m2/g，比HZSM-5分子筛提高了45.6m2/g。利用Hammett指示剂法对固体超强酸催化剂SO42-/TiO2-HZSM-5的酸强度进行了测试，结果表明：SO42-/TiO2-HZSM-5固体超强酸催化剂酸强度-13.8<H0<-12.14，具有强酸性。对固体超强酸SO42-/TiO2-HZSM-5进行重复使用实验，结果表明：在催化剂重复使用6次的情况下，酯化率下降8.8%，重复使用性能良好。探讨了酸醇摩尔比、催化剂的用量、反应时间和温度以及催化剂种类对酯化反应的影响，确定了合成TMPTO最优条件为：酸醇摩尔比为3.1:1，催化剂用量占反应物总投料量质量分数的2%，200℃下，反应8h。利用IR对产物TMPTO进行表征，结果表明：产物的红外谱图与标准样品完全重合，证实所得到的产物为三羟甲基丙烷油酸酯。利用TG分析对TMPTO的热稳定性进行分析，结果表明：TMPTO具有较好的热稳定性，起始分解温度为371.6℃，终止分解温度为445.5℃。对三羟甲基丙烷油酸酯的理化性能分析结果表明：三羟甲基丙烷油酸酯的酸值为9.37mg KOH/g，羟值为19.72mg KOH/g，皂化值为173.28mg KOH/g，40℃、100℃的粘度分别为49.92mm2/s、10.72mm2/s，5min后油水完全分离，符合润滑油的使用标准。