论文部分内容阅读
传统的Lewis酸催化剂如无水AlCl3、SnCl4、SnCl2等由于其反应条件温和、转化率高在工业上有广泛应用,但是这些均相催化剂具有腐蚀设备,产生大量废水和与产物分离困难等问题。本论文主要开展了固载化AlCl3催化剂和固载化SnCl2催化剂的制备及应用研究工作。主要内容包括①以分子筛为载体制备固载化AlCl3催化剂,对桥式四氢双环戊二烯(endo-TCD)的异构化反应机理进行研究,并进行催化反应放大实验;②以Si02、Si02-A1203、A1203等为载体制备固载化SnCl2催化剂,探索其在甲醛与异丁烯Prins缩合反应中的应用。在固载化AlCl3催化endo-TCD异构化反应中,重点考察了不同分子筛为载体制备的催化剂的酸类型、酸强度,以及反应温度对endo-TCD异构化反应性能的影响,探索反应机理。主要结果如下:(1)催化剂孔道结构和酸性对反应活性和产物选择性有很大影响。催化剂孔道小,反应物转化率低;HM由于其孔径较小,对endo-TCD的异构化反应没有活性。催化剂酸强度影响产物选择性,Hβ分子筛的强酸性有利于ADH生成。(2)各种分子筛上负载AlCl3后,表面酸性和反应活性显著提高。强酸位对endo-TCD的转化有重要作用,而强B酸位则有利于金刚烷的生成。(3)固体酸催化剂的催化性能受扩散动力学的影响。AlCl3/Hβ具有较强的酸性,其低温下较差的活性和ADH收率可能是由于低温时催化反应由扩散动力学控制所致。(4)AlCl3/γ-Al2O3催化剂具有较好的稳定性和反应活性,在固定床装置上反应100h后,endo-TCD转化率仍然在98%以上。在固载化SnCl2催化甲醛与异丁烯Prins缩合反应中,采用N2吸附-脱附、ICP-OES元素分析等表征方法对SnCl2/SiO2、SnCl2/SiO2-Al2O3、SnCl2/Al2O3等固载化SnCl2催化剂进行了表征,发现A12O3、Si02-A1203和Si02三种载体负载SnCl2后,其比表面积、孔容和孔径均缩小,三种固载化SnCl2催化剂的活性、MBOH的选择性和收率大小顺序为:SnCl2/Al2O3>SnCl2/SiO2-Al2O3> SnCl2/SiO2。