AL-SO3H-SBa-15催化酸烯加成酯化制备醋酸叔丁酯的研究

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:q6748799
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
异丁烯与醋酸加成酯化过程无水生成,反应原子经济性高、工艺流程简单,是一种具有经济和环保双重优势的新型工艺。此工艺的关键在于高效催化剂的开发。目前酸烯酯化催化剂主要是强酸性阳离子交换树脂、磺酸改性的介孔分子筛等。为了抑制异丁烯聚合提高羧酸酯的选择性,通常需要在反应体系中加入叔丁醇等极性溶剂或者使用大大过量的醋酸,这就导致后续产物分离能耗大或防腐蚀设备投资高等问题。开发高选择性催化剂是解决上述技术难题的有效途径之一。本文在本课题组已有磺酸改性介孔分子筛研究基础上,提出以有序介孔硅SBA-15为基底,采用一步水热共缩合法制备了Al-SO3H-SBA-15,通过Al离子掺杂改变介孔孔道微环境,从而达到提高酯化反应选择性的目的。同时,对Al-SO3H-SBA-15孔径进行精细调控,考察孔道结构对异丁烯与醋酸加成酯化反应的催化性能。在此基础上,探讨了Al-SO3H-SBA-15的结构性质与催化活性的关系。  论文首先采用一步水热共缩合法成功制备了表面酸类型可调变的Al-SO3H-SBA-15,结构测试表明Al-SO3H-SBA-15具有典型的六方相介孔结构和较好的规整度。Al-SO3H-SBA-15中强酸量随着SO3H-量的增加而增加,Al(5%)-SO3H(10%)-SBA-15表面总酸量明显高于其他3组催化剂。对比4组Al-SO3H-SBA-15催化醋酸与异丁烯加成反应催化性能发现Al-SO3H-SBA-15中SO3H-具有较强的异丁烯活化能力,是酸烯酯化反应的主要活性点位。Al离子掺杂使Al-SO3H-SBA-15表面生成缺电子的L酸位,改变了介孔孔道内的电荷性质,使易于极化的醋酸分子更容易接近催化剂表面,从而提高了Al-SO3H-SBA-15局部醋酸浓度,有效提高了醋酸与异丁烯加成反应中醋酸的转化率及醋酸叔丁酯的选择性。  第一部分研究内容表明Al-SO3H-SBA-15催化性能与其表面酸性质和孔结构密切相关。论文的第二部分通过添加结构调变剂均三甲苯(TMB)成功制备了一系列孔径可调且具有典型的六方相介孔结构的Al-SO3H-SBA-15(x)(x%为TMB与模板剂质量比)。其中,Al-SO3H-SBA-15(25)和Al-SO3H-SBA-15(50)中孔径介于21~38 nm占总孔比例分别高达14%和28%,而Al-SO3H-SBA-15(75)和Al-SO3H-SBA-15(100)中孔径介于21~38nm占总孔比例分别仅为12%和10%。Al-SO3H-SBA-15(x)催化醋酸与异丁烯加成反应,大孔径有利于醋酸和异丁烯扩散到催化剂表面,同时也有利于醋酸叔丁酯从其表面向催化剂周围介质扩散,提高了Al-SO3H-SBA-15(x)内的活性点位催化作用频率。对Al-SO3H-SBA-15(50)催化醋酸与异丁烯加成反应工艺优化,最终醋酸转化率为93.5%,醋酸叔丁酯选择性为95.4%,二异丁烯选择性为4.6%。Al-SO3H-SBA-15(50)循环使用5次后催化活性基本不变。
其他文献
层状结构的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料具有工作电压高、能量密度大、成本低廉、充电循环稳定性优良以及安全性高等诸多优点。其中因为Ni、Co、Mn同时存在,所以具有明显的三
学位
会议
西藏高原蛙,学名高山倭蛙,捕捉于拉萨—中国的西藏高原。它们主要生活在中国和尼泊尔境内,西藏高原东边和南边的亚热带区域是它们的唯一的栖息地,那里有强烈的紫外线辐射和长时间
会议
催化氯化氢氧化制氯是实现工业副产氯化氢循环使用的有效途径,在氯化氢催化氧化催化剂中,钌基催化剂具有较好的低温活性及催化稳定性,但是钌基催化剂昂贵的价格限制了其在工业上
学位
该实验用改进了的磁粒子流动跟踪技术测定了搅拌生物反应器液相的循环时间分布和平均循环时间,并采用扭矩法测了搅拌功率.分别用RT桨和两种轴向流桨,以水及不同浓度的羧甲基
会议
学位