硅膠固載復(fù)合酸催化劑的制備與應(yīng)用.pdf

1、隨著環(huán)保壓力的增大和國際社會(huì)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的廣泛認(rèn)同，綠色化工越來越受到各國的重視。非均相催化具有后處理簡單、綠色環(huán)保、催化劑能夠重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)綠色化工的重要途徑之一。本文在綜述國內(nèi)外固體酸催化劑研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探討硅膠固載質(zhì)子酸、固載路易斯酸以及固載復(fù)合酸對(duì)催化性能的影響，找到適合酯化反應(yīng)的高效多相催化劑。
　　 研究中首先采用易得的硅膠進(jìn)行不同酸催化劑的固載化，以苯甲酸丁酯的合成為探針反應(yīng)，對(duì)比硅膠先磺化再負(fù)載路

2、易斯酸和先負(fù)載路易斯酸再磺化不同工藝以及焙燒對(duì)催化酯化反應(yīng)性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，先磺化硅膠再負(fù)載路易斯酸的催化劑催化效果較好，催化苯甲酸丁酯反應(yīng)2h后，產(chǎn)率達(dá)到89.7％，選擇性100％。制備催化劑時(shí)最佳的原料配比為:硅膠20g，氯磺酸5mL(74.9mmol)，三氯化鋁5g(37.45mmol);或者硅膠20g，氯磺酸5mL（74.9mmol），三氯化鐵5g(30.75mmol)。焙燒對(duì)催化劑的活性和選擇性影響不大，但焙燒后催化劑的重

3、復(fù)使用性能下降，說明常溫下的化學(xué)接枝制備方法更為有效，而且能源消耗最低，更符合節(jié)能減排的要求。利用紅外光譜、BET法比表面和孔體積測定、反滴定等方法表征了催化劑的結(jié)構(gòu)。
　　 接下來，應(yīng)用化學(xué)接枝法制備的固體催化劑，探討了結(jié)構(gòu)不同的酸與醇的酯化反應(yīng)，優(yōu)化了酯化工藝的反應(yīng)條件。研究表明，無論使用氯化鋁還是氯化鐵改性磺化硅膠，所得的催化劑對(duì)本實(shí)驗(yàn)中各種酸醇的酯化反應(yīng)均具有高效的催化作用，而且皆優(yōu)于氯化鋅改性的固體催化劑。對(duì)于沸點(diǎn)較低

4、的酸醇反應(yīng)時(shí)，采用反應(yīng)精餾工藝比較有效;對(duì)于沸點(diǎn)較高的酸醇參與的反應(yīng)，使用分水器可以有效的提高反應(yīng)效率，延長催化劑的重復(fù)使用性能。
　　 最后，通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所制備的催化劑在萘普西諾合成中的應(yīng)用效果。首先，通過1，4-丁二醇和濃硝酸的硝化反應(yīng)制備4-硝基氧基-1-丁醇，再在三氯化鋁負(fù)載的磺化硅膠催化劑下和萘普生反應(yīng)合成萘普西諾，然后通過萃取、反萃取及重結(jié)晶等方法得到萘普西諾。通過和文獻(xiàn)中的方法比較，此工藝路線簡單，采用的固體酸