新型固體酸催化劑的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用.pdf

1、固體酸其催化活性是由存在于固體表面上具有催化特性的酸性部位產(chǎn)生的，是酸堿催化劑中的一類(lèi)重要催化劑。其載體大多數(shù)為氧化物（非過(guò)渡元素）或混合氧化物，如二氧化硅，二氧化鋯，二氧化硅/四氧化三鐵等。相比于這些常見(jiàn)氧化物載體，聚合物因?yàn)槠渚哂刑烊坏膬?yōu)勢(shì):豐富的孔道結(jié)構(gòu)、易于生產(chǎn)、分子重量輕、柔性、骨架能被修飾，疏水-親水可調(diào)，具有在催化劑領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用前途。本文基于使催化劑具有高活性、高選擇性為目標(biāo)，圍繞著聚合物作為載體，將酸活性中心負(fù)載到高分

2、子聚合物中，制備出一系列高活性、高選擇性的高分子-離子液體-無(wú)機(jī)酸類(lèi)的催化劑。一方面，借助硫酸、三氟磺酸、多酸的高活性，另一方面，利用聚合物對(duì)底物具有親和性，使底物與催化劑活性中心更易接觸，因此催化劑不會(huì)是異相催化劑而催化活性降低。本文采用SEM、FTIR、XPS、13C MAS NMR、TG、BET等各種先進(jìn)手段表征了這些催化劑，并使用長(zhǎng)鏈脂肪酸的酯化為催化對(duì)象，研究了這類(lèi)催化劑的催化特性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了一類(lèi)

3、聚二乙烯基苯(PDVB)-離子液體-多酸催化劑的合成，和其對(duì)長(zhǎng)鏈脂肪酸的酯化反應(yīng)催化活性。此催化劑的制備步驟為:首先，將咪唑、吡啶、季胺等負(fù)載到聚二乙烯基苯的聚合物上;其次，將其與1，3-丙磺酸內(nèi)酯質(zhì)子化;最后，將上述PDVB-離子液體與多酸形成PDVB-離子液體-多酸催化劑。這是我們首次將聚二乙烯基苯(PDVB)-離子液體-多酸組裝在一起，獲得的一類(lèi)新的催化劑，并探討所制的催化劑對(duì)月桂酸和甲醇的酯化反應(yīng)的催化活性，結(jié)果表明在65攝氏度

4、，3小時(shí)時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)率可達(dá)到97.2％。此外，我們將底物擴(kuò)展到其它長(zhǎng)鏈脂肪酸。⑵研究了一類(lèi)3-氨甲基吡啶樹(shù)脂-1，3-丙磺酸內(nèi)酯-酸根陰離子催化劑的制備及應(yīng)用。制備過(guò)程為:首先將3-氨甲基吡啶接到聚氯甲基苯乙烯球上，然后與1，3-丙磺酸內(nèi)酯形成離子液體型聚合物，最后與酸根形成3-氨甲基吡啶樹(shù)脂-1，3-丙磺酸內(nèi)酯-酸根陰離子催化劑。結(jié)合聚氯苯乙烯的吸附特性和多酸、硫酸等的高效催化特性，通過(guò)主客體有序組裝，實(shí)現(xiàn)了酸的固載化。該催化劑具有使用

5、前不用任何前期處理，可以重復(fù)使用，不腐蝕反應(yīng)容器，催化活性高等優(yōu)點(diǎn)。探討了該催化劑對(duì)長(zhǎng)鏈的脂肪酸的酯化反應(yīng)的催化活性，得到96％的產(chǎn)率和其中一種催化劑成功的合成出醋酸丁酸纖維素。⑶通過(guò)聚合物-離子液體-酸的形式將酸的活性中心負(fù)載到聚合物上，形成一類(lèi)新型催化劑，應(yīng)用多種科學(xué)技術(shù)和手段，如SEM、FTIR、XPS、13C MAS NMR表征了該類(lèi)催化劑，考察了在長(zhǎng)鏈脂肪酸的酯化反應(yīng)中的催化表現(xiàn)，結(jié)果表明在65攝氏度，3小時(shí)內(nèi)，月桂酸甲酯的產(chǎn)