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采用自制活化装置对钨酸铵进行活化改性,并研究其在歧化松香氨化脱水反应制备歧化松香腈中的应用,寻找钨酸铵催化剂的最佳制备工艺以及歧化松香氨化脱水反应的最优条件,对催化剂的晶体结构和性能进行了表征。主要研究内容如下:
通过单因素实验法考察了活化温度和活化时间对钨酸铵催化活性的影响,获得了催化剂的最佳制备条件为:活化温度473K,活化时间2h。采用XRD、FT-IR、SEM-EDS和TG-DTA分析等测试手段对活化改性所制得的钨酸铵催化剂进行了表征。XRD分析表明,钨酸铵在473K温度下活化时,钨酸铵发生了分解,脱除全部结晶水和大部分铵离子,其基本结构有所改变;TG-DTA表明,改性钨酸铵的热分解过程一般可以分为不同温度范围内的三个步骤,初步研究了改性钨酸铵的热分解过程;FT-IR结果表明活化后获得的粒子仍然保留着钨酸铵的基本结构,是铵盐,不含结晶水;SEM分析可知,改性前的钨酸铵颗粒结构均匀,晶体表面光滑,且颗粒较大,大多都呈规则的片状六边形;而改性后钨酸铵的晶体形状大多被破坏,颗粒表面较粗糙,且颗粒很细小、疏松,片状结构多变为细小无规则颗粒;EDS半定量分析说明改性前后钨酸铵中各元素含量基本不变。
以自制改性钨酸铵为催化剂、歧化松香和氨气为原料,在高压釜内氨化脱水制备歧化松香腈。以反应产物的酸值为指标,判断反应是否完全;采用单因素实验和正交设计法考察了反应温度、催化剂用量、反应时间和搅拌转速对歧化松香氨化脱水反应制备歧化松香腈反应的影响,确定了最佳的反应条件为:催化剂用量为0.2%(以歧化松香重量计),第一阶段在反应温度453K下反应1.5h,第二阶段在反应温度573K下反应4h。采用气相色谱一质谱联用技术(GC-MS)和傅立叶红外光谱(FT-IR)对反应产物进行了分析鉴定。GC-MS分析共分离出9个峰,鉴定出9种化合物,其中主要产物为脱氢枞腈和8——氢枞腈,相对质量分数分别为63.17%和13.39%。质谱分析证明存在有分子量为281的歧化松香腈的碎片。FT-IR分析显示,在2230cm"1处有腈的特征峰—C三N。