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2,6-二异丙基萘(2,6-DIPN)是一种重要的精细有机中间体,它经氧化生成的羧酸衍生物2,6-萘二羧酸是合成聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)以及热型液晶高分子聚合物(LCP)等高分子材料的重要单体。目前合成2,6-二异丙基萘的研究重点是制备高活性和高选择性的环境友好催化剂,以及优化萘异丙基化反应工艺条件。
本文以萘的异丙基化反应为研究背景,制备了Fe<,2>(SO<,4>)<,3>/膨润土和SO<,4><2->/Zr-HMS两种固体酸催化剂,分别考察了催化剂制备工艺条件对其催化性能的影响。得出了Fe<,2>(SO<,4>)<,3>/膨润土催化剂的适宜制备工艺条件为:H<,2>SO<,4>溶液质量浓度为10%,Fe<,2>(SO<,4>)<,3>溶液的浓度为0.08mol/L,活化温度为200℃;以及SO<,4><2->/Zr-HMS分子筛催化剂适宜的合成工艺条件为:DDA/Si为0.15,Zr/Si为0.03,H<,2>O/Si为80,C<,2>H<,5>OH/Si为8,合成时间为24h。从萘异丙基化反应效果(在Fe<,2>(SO<,4>)<,3>/膨润土催化下,萘的转化率和2,6-DIPN选择性分别达86.79%和19.13%;在SO<,4><2->/Zr-HMS催化下,萘的转化率和2,6-DIPN选择性分别为81.25%和12.33%)来看,Fe<,2>(SO<,4>)<,3>/膨润土催化剂的催化性能明显优于SO<,4><2->/Zr-HMS催化剂,但其热稳定性和再生性能不如SO<,4><2->/Zr-HMS催化剂好。并采用X射线衍射法(XRD)、低温氮吸附法(BET)、红外光谱法(FT-IR)、Hammett指示剂法、热重分析法(TG)、扫描电镜法(SEM)等分析手段对催化剂进行了表征和分析。
同时,采用Fe<,2>(SO<,4>)<,3>/膨润土催化剂,在搅拌釜式反应器和鼓泡浆态床反应器中考察了萘异丙基化反应工艺条件,通过正交实验法得出了搅拌釜式反应器中萘异丙基化适宜的反应工艺条件为:n(萘)/n(异丙醇)=1:1.8,n(萘)/n(十氢萘)=1:7.5,反应温度为260℃,反应时间为6h,m(催化剂)/m(萘)=12.5%;在半连续鼓泡浆态床反应器中,采用单因素法得出了适宜的萘异丙基化反应工艺条件为:表观气速为1.1cm/s,反应温度为240℃,催化剂质量浓度为5.1%,反应压力为0.8MPa。两种反应器中的萘异丙基化反应工艺条件,为合成2,6-DIPN的进一步实验提供一些基础数据。