固體酸在1,3-丙二醇縮醛反應過程的研究.pdf

1、隨著生物發(fā)酵法生產1，3-丙二醇研究的深入，發(fā)酵液中1，3-丙二醇的分離工作也成為重要的研究課題。本論文主要研究了硫酸負載型固體酸和復合氧化物型固體酸的制備和在1，3-丙二醇縮醛反應中的應用。主要研究內容如下：
　　(1)采用沉淀法制備SO42-/TiO2-MoO3(STM)，通過Hammett、FT-IR、TG-DSC、XRD、TEM等表征，并考察制備條件對其結構和性能的影響。最佳的制備條件為：浸漬液硫酸的濃度為0.7 mol/

2、L，焙燒溫度為500℃，添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為表面活性劑，用量為反應液總質量的3％，沉淀過程調節(jié)溶液的pH為9～10。對催化反應條件考察，得出1，3-丙二醇縮合提取的最佳反應條件為：醇醛摩爾比1:2，催化劑用量0.2g/7.6g(1，3-丙二醇)，反應溫度60℃，反應時間2h。
　　(2)將SO42-/TiO2-MoO3(STM)用于縮醛的縮合與水解反應，結果表明：SO42-/TiO2-10wt%MoO3(STM-10%

3、)的催化效果最好，縮合反應中1，3-丙二醇的轉化率可達97.8%，縮醛的收率可達到90.1%。當用于縮醛的水解反應時，反應10 h后縮醛2MD的轉化率達89.2%。對縮醛反應的實驗發(fā)現：催化劑SO42-/TiO2-10wt.%MoO3對不同濃度1，3-丙二醇的縮合反應效果良好；相對于發(fā)酵液中的其他成分，催化劑對反應中1，3-丙二醇具有較高的催化選擇性；催化劑在重復使用5次后1，3-丙二醇的轉化率下降為58.0%。
　　(3)采用沉

4、淀-浸漬法制備ZrO2-MoO3(ZM)系列催化劑，催化劑的表征結果顯示：ZrO2-MoO3系列催化劑顆粒大小為10～50nm，具有規(guī)則的結構，團聚較少；煅燒后載體ZrO2呈現穩(wěn)定的四方晶型，MoO3處于分散態(tài)，利于固體酸中心的形成?？疾炱湓诜磻蛛x1，3-丙二醇中的催化性能，以ZrO2-10wt.% MoO3(ZM-10%)的催化效果最好，60℃反應2h后縮合反應中1，3-丙二醇的轉化率為95.7%，100℃反應10h后水解反應中縮醛

5、2MD轉化率為97.0%。反應分離不同濃度1，3-丙二醇，均有很高的轉化率。對比ZrO2-10wt.%MoO3催化乙醇、甘油、2，3-丁二醇、1，3-丙二醇的縮合反應，催化劑表現對1，3-丙二醇具有很高的選擇性。經過5次使用的催化劑用于縮合反應1，3-丙二醇的轉化率仍然可達87.3%，經過簡單處理的催化劑可以重復使用。
　　(4)制備了TiO2-MoO3、TiO2-WO3、ZrO2-WO3，考察其在1，3-丙=醇縮醛反應中的應用。