丙酸正丁酯绿色合成工艺中固体酸催化剂研制

针对目前酯化工艺过程中存在的环境污染问题,以丙酸正丁酯催化合成为例,对酯化过程清洁生产工艺中固体酸催化剂的制备进行了研究.制备了 SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸催化剂,讨论了各种制备条件对该催化剂的丙酸正丁酯合成催化活性的影响,采用 TG/DTA、FTIR、XRD 等仪器分析手段对催化剂结构进行了表征,实验结果表明,SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸催化剂具有很好的催化活性和选择性,且无腐蚀、反应时间短、后处理简单、重复使用性好.     

复合固体超强酸催化合成尼泊金酯

合成了H -Y ,H -β ,HZSM -5,SO2 - 4/Fe2 O3,SO2 - 4/TiO2 ,SO2 - 4/TiO2 -Fe2 O3,SO2 - 4/TiO2 -SnO2 -Fe2 O3固体酸催化剂 ,考察了催化剂的催化活性。以对羟基苯甲酸为原料合成尼泊金系列酯 ,讨论了催化酯化的各种影响因素。研究发现 ,各种催化剂性能差别较大 ,沸石催化剂的催化活性较低 ,复合固体超强酸有较高的催化活性。用复合固体超强酸SO2 - 4/TiO2 -SnO2 -Fe2 O3催化合成尼泊金酯催化效果最佳。酯化反应最佳条件为 :以甲苯做带水剂 ,催化剂用量占反应物对酸质量的 3 % ,醇酸摩尔比为 4∶1 ,酯化时间为 4h。在此条件下 ,合成尼泊金丙酯、丁酯、异丙酯的产率分别为 85.2 %、86.0 %和83 .5%。实验结果表明 ,复合固体超强酸SO2 - 4/TiO2 -SnO2 -Fe2 O3是合成尼泊金酯的较优催化剂 ,具有良好的催化活性。该催化剂制备工艺简单、无腐蚀性 ,可重复使用。     

稀土固体超强酸催化合成乙酸苄酯的研究

采用稀土元素La^3 对固体超强酸SO4^2-／TiO2的改性，制备出稀土固体超强酸催化剂SO4^2-／TiO2／La^3 催化荆，应用于合成乙酸苄酯的反应中，其最佳反应条件为：醇酸摩尔比1．8(乙酸的用量为0．2mol)，催化剂用量为1．2g，反应时间为2．0h，乙酸苄酯的酯化率达98．8％。     

乙酸正丁酯合成工艺研究

以乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯,以自制固体超强酸SO_4~(2-)/Nd_2O_3-ZrO_2-Fe_2O_3为催化剂,研究了合成乙酸正丁酯的最佳反应条件.实验结果证明:固体超强酸SO_4~(2-)/Nd_2O_3-ZrO_2-Fe_2O_3是合成乙酸正丁酯的良好催化剂,利用正交实验确定合成乙酸正丁酯的最优工艺参数,得知其合成的最佳反应条件为:醇酸摩尔比1 1.5、催化剂用量0.8 g和反应时间3 h,根据最佳工艺条件进行验证,酯化率均可达到96.7%,该工艺条件具有重复性.     

固体超强酸催化合成丁酸已酯的研究

针对目前酯化工艺过程中存在的环境污染问题,应用溶胶凝胶法制备了SO42-/TiO2型固体超强酸.利用IR、XRD等分析手段对固体超强酸催化剂进行结构表征,结果表明,该氧化物载体微观结构为锐钛型,并且SO42-/TiO2型固体超强酸在合成丁酸己酯的反应中表现出很强的催化活性及选择性.     

三元稀土固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/Nd_2O_3-ZrO_2-Fe_2O_3的制备工艺研究

采用共沉淀法制备了三元稀土固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/Nd_2O_3-ZrO_2-Fe_2O_3,并将其应用于乙酸乙酯的催化合成反应中.以乙酸乙酯的合成酯化率为研究指标,探索了制备三元稀土固体超强酸催化剂42-/Nd_2O_3-ZrO_2-Fe_2O_3的条件.结果表明最佳制备工艺为:焙烧温度550℃,浸渍液浓度1.25 mol·L~(-1),陈化温度-15℃.在此条件下,乙酸乙酯合成酯化率达98.0%以上.同时通过红外光谱法、X射线衍射法、透射电镜法对三元稀土固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/Nd_2O_3-ZrO_2-Fe_2O_3进行了表征.结果表明:催化剂表面与SO_4~(2-)形成桥式双配位,具有高催化性能;表面有一定程度的晶态结构,其反应为表面催化;该催化剂其平均粒径小于17 nm,处于纳米尺度.     

固体超强酸TiO2/SO42-催化合成乙酸乙酯

用溶胶凝胶法制备了固体超强酸,用XRD和SEM对其进行了表征,并用该固体超强酸催化合成了乙酸乙酯。结果表明:TiO2/SO24-的最佳焙烧时间为3 h,最佳焙烧温度为500℃,最佳浸渍浓度为1.5 mol/L;TiO2/SO24-催化酯化反应的最佳反应时间15 min,反应温度100-105℃,固体酸的投加量2%,最佳醇酸比1 1.3;并可重复使用,使之成为安全、绿色、环境友好的催化剂。     

固体超强酸SO2-4/TiO2的制备及其在季戊四醇酯化反应中的催化性能

采用溶胶一凝胶法制备SO2-/TiO2固体超强酸,以异辛酸与季戊四醇的酯化反应为探针反应,考察浸渍液种类及浓度、焙烧温度对固体超强酸催化性能的影响.用流动指示剂法测定催化剂的酸强度,并采用原位吡啶吸附的IR谱图对催化剂进行表征.结果表明,在H2SO4浸渍液浓度为1.0 mol·L-1、500℃下焙烧3 h制备的SO2-4/TiO2催化剂活性最好,酯化率可达到85.0%.     

均匀设计在纳米SO4^2-／SnO2固体超强酸制备中的应用

采用均匀设计试验探讨固体超强酸SO4^2-／SnO2制备条件,并将该催化剂用于油酸正丁酯的合成,结合逐步回归分析和单因素多水平实验对分析结果进行讨论和验证,得到了该催化剂制备的最佳争件。SO4^2-／SnO2固体超强酸催化剂的最佳制备条件为：浸渍液浓度为1.5mol／L、浸泡时间0．5h、焙烧温度400℃、焙烧时间1h,在最佳条件下,油酸正丁酯的酯收率高达99．22％,催化刺在连续使用5次后,酯收率为94．03％,无明显失活,稳定性好。     

固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2的制备及其在季戊四醇酯化反应中的催化性能

采用溶胶-凝胶法制备SO42-/TiO2固体超强酸,以异辛酸与季戊四醇的酯化反应为探针反应,考察浸渍液种类及浓度、焙烧温度对固体超强酸催化性能的影响。用流动指示剂法测定催化剂的酸强度,并采用原位吡啶吸附的IR谱图对催化剂进行表征。结果表明,在H2SO4浸渍液浓度为1.0 mol.L-1、500℃下焙烧3 h制备的SO42-/TiO2催化剂活性最好,酯化率可达到85.0%。     

吡啶-2,6-二甲酸二丁酯的催化合成研究

采用分子筛HBEA负载杂多酸和杂多酸盐为催化剂,研究了吡啶-2,6-二甲酸（PDA）与正丁醇（n-BuOH）酯化合成吡啶-2,6-二甲酸二丁酯（PDADBE）.考察了不同催化剂活性以及反应原料配比、反应温度、反应时间等因素对于该酯化反应的催化的影响.实验结果表明,分子筛负载型催化剂HPW/HBEA对于催化酯化合成吡啶-2,6-二甲酸丁酯显示出良好的催化活性,在n（PDA）∶n（n-BuOH）=1∶30,催化剂用量为0.5 g（对3.44 g吡啶-2,6-二甲酸）,反应温度118℃,反应时间8 h的最佳工艺条件,收率达到93.5%.     

新型受阻酚防老剂合成及对橡胶防护性能研究

以3-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸和正丁醇为原料,采用酯化反应,合成了新型受阻酚防老剂。并采用红外光谱、热重分析及荧光测试对合成的防老剂结构进行表征。结果表明,合成的防老剂是3-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正丁酯。受阻酚防老剂最佳合成实验条件是回流时间8h、催化剂质量分数3.2%、丙酸与正丁醇物质的量比为1∶2。采用力学性能测试、红外光谱、热重分析等方法研究了受阻酚防老剂对NR硫化胶的防护性能,结果表明受阻酚防老剂对NR硫化胶有显著的防老化作用,其防老化效果优于防老剂BHT,且对橡胶无色泽污染性。     

微波辐射条件下HY沸石催化对甲酚与叔丁醇的烷基化反应

以对甲酚为原料,以不同硅铝物质的量比的HY为催化剂,在微波辐射条件下与叔丁醇进行烷基化反应合成2⁃叔丁基对甲酚（2⁃TBC）。以二甲苯为溶剂,考察微波辐射时间和功率、反应温度、原料物质的量比、溶剂种类等工艺参数对反应的影响。结果表明,以硅铝物质的量比为5.4的HY沸石为催化剂,n（叔丁醇）/n（对甲酚）=1.3,微波辐射功率为700 W,在140 ℃下微波反应40 min,微波辐射加热时间只需油浴加热反应时间的1/8,而对甲酚转化率提高3倍左右,对甲酚转化率最高可达72.91%;目标产品2⁃TBC产率可达68.08%,选择性达到93.32%;副产物为醚化产物对甲基苯叔丁基醚（TBPE）和二烷基化产物2,6⁃二叔丁基对甲酚（2,6⁃DTBC）     

介孔酸催化合成ETBE的研究

采用直接合成方法制备了SO24-/ZrO2-SBA-15催化剂,XRD、BET和 NH3-TPD表征结果表明 催化剂具有SBA-15介孔分子筛结构及强酸酸性。在固定床反应器上,以乙醇和叔丁醇为原料,SO24-/ZrO2-SBA -15为催化剂,合成乙基叔丁基醚(ETBE)。实验结果表明,SO24-/ZrO2-SBA-15催化剂的催化活性优于 HZSM -5沸石、HUSY沸石和氢型丝光沸石等微孔分子筛。     

碳纳米管担载硫酸铈催化合成丙酸丁酯

以多壁碳纳米管作载体担载硫酸铈催化合成丙酸丁酯。分别采用单因素和正交实验方法考察了醇酸摩尔比、硫酸铈质量分率和反应时间等主要因素对丙酸丁酯得率的影响,并确定了最佳工艺条件为:醇酸摩尔比1.5:1、硫酸铈质量分率15%和反应时间70 min。在最佳工艺条件下,丙酸丁酯得率可     

EADC/H2O/DMF引发体系对丁基橡胶的影响

以水和二氯乙基铝(EADC)为引发体系,己烷和氯甲烷为溶剂,在-90℃的条件下,通过溶液法合成丁基橡胶.考察引发剂摩尔分数、引发剂配比、第三组分(DMF)含量等对丁基橡胶分子质量、分子质量分布、单体转化率的影响.结果表明,引发剂摩尔分数在0.085％、聚合40 min,在n(EADC)/n(H2O)/n(DMF)=8.28:1:0.75时,得到数均分子质量为29.54×104 g/mol,分子质量分布为1.58的丁基橡胶.     

负载型n-Bu2SnO催化剂上合成碳酸二苯酯的研究

对苯酚与碳酸二甲酯催化合成碳酸二苯酯反应进行了研究，考察了均相和负载型n-Bu2SnO催化剂的反应性能，并应用XRD和IR对催化剂进行了表征。结果表明，对于均相反应，在正交实验确定的适宜条件下，碳酸二苯酯的产率为32．8％，不同载体对催化性能影响较大，n-Bu2SnO催化剂的性能最好，碳酸二苯酯的产率为21．8％，焙烧条件直接影响催化剂的活性，高温焙烧后由于丁基基因的消失和SnO2晶相的产生，反应活性急剧下降。     

SO4^2-/ZrO2-TiO2的制备、表征及其催化合成丙酸正丁酯

采用沉淀-浸渍法制备SO2-4/ZrO2-TiO2催化剂,并应用于催化合成丙酸正丁酯。利用单因素实验得出催化剂最优制备条件：Zr/Ti原子比1∶1、H2SO4浸渍溶液浓度1.0mol/L、焙烧温度600℃。利用正交实验得出SO2-4/ZrO2-TiO2催化合成丙酸正丁酯的最优条件：反应时间2.5h,催化剂用量1.0g,醇酸摩尔比1∶1,收率为77.36%。通过Hammett指示剂法、BET法、IR、TEM及XRD对催化剂进行表征,结果表明,该催化剂H0〈-11.93,比表面适中,呈无定形态存在。焙烧过程形成了Zr-O-Ti结构,且SO2-4以螯合双配位式结合,反应前后催化剂形态结构变化较大。     

硫酸氢钠催化合成丁二酸二丁酯

以丁二酸和正丁醇为原料,硫酸氢钠为催化剂合成了丁二酸二丁酯,考察了影响酯化率的各种因素,确定了最佳反应条件为:丁二酸用量0.05mol时,正丁醇与丁二酸的摩尔比为2.5,0.12g催化剂,5mL甲苯作带水剂,反应时间30min,酯化率达98%以上.结果表明:硫酸氢钠是合成丁二酸二丁酯的优良催化剂.