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聚乙烯吡络烷酮(Polyvinylpyrrolidone,简称PVP)是一种具有优异溶解性、生理相容性、络和能力等能的水溶性高分子精细化学品,广泛应用于医药、医疗卫生、食品饮料、化妆品、新材料等领域。相关的研究工作主要集中于两点:单体N-乙烯基吡络烷酮(N-vinylpyrrolidone,简称NVP)的合成,PVP聚合物及其应用。 单体NVP的主要合成方法乙炔法存在主要原料乙炔具有潜在的爆炸危险性、需要高压操作、反应步骤多(5步)、设备投资大等不足。目前研究的较多的是γ-丁内酯法,先以γ-丁内酯与乙醇胺在液相没有催化剂的存在下,在185℃温度下反应20~30小时,得到中间体羟乙基吡络烷酮(NHP),然后通过NHP催化脱水,即得到PVP单体NVP。很明显改法耗时太长,且无法实现连续化生产。 本论文以γ-丁内酯法为出发点,用传统的分子筛改性方法对组成为NaY的Y型分子筛进行了阳离子交换改性,并以之作为γ-丁内酯与乙醇胺反应的催化剂,研究表明,不同阳离子改性的Y型分子筛对目标反应具有大小不等的催化活性,其中CuY的活性比较突出,进一步以CuY为催化剂,考察了原料配比、反应温度、反应时间等对反应的影响,通过正交实验确定了反应的最佳条件为:以CuY为催化剂,催化剂的用量为反应物总质量的1%,原料摩尔比为γ-丁内酯:乙醇胺=1∶1.15,反应温度为185℃,反应时间10小时。在此基础上,研究了反应的动力学特性,得到了动力学近似方程,并求出了动力学常数。 其次,合成了多元氧化物催化剂,评价了它们对NHP脱水反应的活性,其中组成为K0.8Si30Ce0.3的三元氧化物具有最好的活性,进一步进行了单因素和正交实验,得到了最佳反应条件为:在φ12mm的管式固定床反应器中,以三元氧化物K0.8Si30Ce0.3为催化剂,用量5ml,NHP的进样速度为0.2mol/h,反应温度为370℃。