硅胶负载Keggin磷钨酸催化合成肉桂酸甲酯

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本文选择硅胶为载体,使用过量溶液浸渍法制备了一系列不同负载率(9.17%-56.13%)的Keggin磷钨酸/硅胶催化剂,并对它们进行BET.XRD.TG-DSC及酸性表征。发现Keggin磷钨酸/硅胶比表面积高,呈强B酸性,热稳定性能高,350℃仍保持Keggin结构。对Keggin磷钨酸在硅胶表面的等温吸附平衡热力学和动力学进行了研究。结果表明:Freundlich模型可很好的模拟该吸附过程,并存在可区分化学吸附和物理吸附的特征浓度;整个吸附为自发过程,升高温度,化学吸附能力增强,而物理吸附能力降低;Keggin磷钨酸-硅胶等温化学吸附符合拟二级动力学方程。以肉桂酸、甲醇为原料,使用Keggin磷钨酸/硅胶催化剂直接催化酯化合成肉桂酸甲酯。实验表明:肉桂酸0.1mol时,醇酸比8:1,催化剂量1.6g,催化剂负载率36.90%,反应温度69℃,反应时间2h,酯化收率高达94.8%。采用新型Mavrovouniotis法.Benson-Joback法估算得到该酯化反应各热力学参数及不同温度下的反应平衡常数,其与实验数据结果相符,并表明此反应为可逆自发放热过程。对Keggin磷钨酸/硅胶催化合成肉桂酸甲酯进行了反应机理探讨和动力学研究,发现其符合简化的Langmuir-Hinshelwood吸附模型,遵循二级拟均相双分子反应动力学模型,得到其反应动力学方程:r=161.95e50.608/RT CA-3.7835e52.092/RT (3.09-CA)2
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