改性APT催化1,4-丁二醇單醋酸酯轉化反應研究.pdf

1、1,4-丁二醇單醋酸酯是一種重要的有機化工中間體，可以選擇性合成3-丁烯-1-醇、3-丁烯-1-醇醋酸酯、四氫呋喃、1,4-丁二醇等重要有機化工原料。它們廣泛應用于石油生產、醫(yī)藥合成、軍工制造和塑料合成等領域。固體酸堿催化1,4-丁二醇單醋酸酯轉化反應是實現上述有機化工產品合成的主要途徑，具有潛在的工業(yè)化應用價值。因此，探討固體酸堿催化劑的制備技術，揭示催化劑結構、表面酸堿性質與催化1,4-丁二醇單醋酸酯轉化反應性能之間的內在關聯就具有

2、重要的理論和應用價值。
　　負載型固體酸堿催化劑是由酸堿活性組分與載體組成的一類催化劑，具有酸堿性便于調控、穩(wěn)定性高、制備技術簡潔、易于工業(yè)化推廣等特點。目前，以環(huán)境友好、高比表面積、廉價易得的凹凸棒粘土(APT)為載體制備負載型固體酸堿催化劑備受科研工作者關注。
　　基于以上論述，論文以 APT為載體，采用等體積浸漬法制備了系列改性 APT催化劑，運用 FT-IR、NH3-TPD、CO2-TPD、XRD、N2吸附脫附等表征

3、手段，結合催化1,4-丁二醇單醋酸酯轉化反應性能結果，探討了堿性氧化物物種變化及引入量等制備條件改變對改性凹凸棒土結構、酸堿性、催化1,4-丁二醇單醋酸酯轉化反應性能的影響，從而構筑制備方法與酸堿性、催化性能的關系規(guī)律。具體研究結果包括以下方面：
　　1、研究了CaO改性 APT催化劑的結構、酸堿性質對催化1,4-丁二醇單醋酸酯轉化反應性能的影響。研究結果表明，隨著氧化鈣引入量的增加，CaO/APT催化劑具有與凹凸棒土相同的晶相結

4、構；比表面積呈現逐漸減小的趨勢；孔容、孔徑整體呈現增大的趨勢。當CaO含量低于20％時，CaO進入 APT晶格中，破壞其晶體結構，使得樣品表面酸性位點數呈現逐漸增大的趨勢，堿性位點數較本體APT大幅增加，評價結果顯示出較高的3-丁烯-1-醇和3-丁烯-1-醇醋酸酯的選擇性；繼續(xù)增加CaO含量，CaO在APT表面發(fā)生聚集，酸性和堿性位點數呈現下降趨勢，評價結果表現出產物中1,4-丁二醇的選擇性逐漸增加。結合APT(calcined)、Ca

5、O、CaO/APT樣品的表征結果與催化性能分析推斷：較高酸性位點有利于活化1,4-丁二醇單醋酸酯并生成四氫呋喃，較多堿性位點有助于1,4-丁二醇產物生成，而適當 CaO含量的CaO/APT有利于3-丁烯-1-醇與3-丁烯-1-醇醋酸酯的生成，顯示酸堿協同作用。
　　2、基于對上述催化規(guī)律的認識，采用等體積浸漬方法制備了MgO/APT催化劑。MgO/APT催化劑具有與凹凸棒土相同的晶相結構；隨著氧化鎂引入量的增加，比表面積呈現逐漸減

6、小的趨勢，孔徑整體呈現增大的趨勢，孔容則表現為先增大后減小的趨勢；而隨氧化鎂含量增加，MgO/APT顯示酸性先增加、后降低，堿性逐漸增加的趨勢。低堿性氧化物引入量的MgO/APT與CaO/APT比較，MgO/APT具有更多的酸性位點，在催化1,4-丁二醇單醋酸酯轉化反應中獲得更多四氫呋喃產物，推測：氧化鎂的引入與APT中的SiO2互相作用形成MgO-SiO2復合氧化物，從而產生更多的酸性位點；高堿性氧化物引入量的MgO/APT與CaO/