固體堿催化劑的制備及在正丁醛自縮合反應(yīng)中的應(yīng)用.pdf

1、眾所周知,催化劑的研究和開發(fā)是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的核心問題之一。目前工業(yè)上4套丁辛醇裝置都存在高能耗、高污染等問題,在呼喚節(jié)能減排、綠色催化和綠色生產(chǎn)工藝的今天,該問題顯得尤為突出。因此,開發(fā)出應(yīng)用于丁辛醇裝置的綠色環(huán)保催化工藝是一項有挑戰(zhàn)性但又勢在必行的研究。
　　 本文首先通過表面接枝法將3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)、N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AAPTMS)和N,N-二乙基氨丙基三甲氧基硅烷(DAPTMS)嫁接在

2、MCM-41介孔分子篩表面,制得三種相應(yīng)有機胺官能介孔固體堿催化劑NH2一MCM、NH2NH-MCM及NR2-MCM；并利用2-氰乙基三甲氧基硅烷(CETMS)對NH2-MCM進行了修飾,制得NH2-MCM-COOH酸堿雙功能催化劑,對所制備的催化劑進行了性能表征；將所制催化劑用于正丁醛自縮合制辛烯醛反應(yīng),研究了催化劑的催化性能。結(jié)果表明,相同反應(yīng)條件下3種催化劑中,NH2-MCM的催化效果最好,在催化劑量為0.3 mmol胺時,反應(yīng)1

3、0 h,辛烯醛產(chǎn)率達70％以上；相比于NH2-MCM,NH2-MCM—COOH顯示出優(yōu)越的催化性能,在催化劑量為0.15 mmol胺時,反應(yīng)10 h,辛烯醛產(chǎn)率幾乎為NH2-MCM的兩倍；這表明催化劑表面堿性有機胺基團和酸性基團具有明顯的酸堿協(xié)同效應(yīng),顯著促進正丁醛縮合反應(yīng)。其次,將伯胺、二胺和兩種仲胺嫁接在MCM-41上制備了四種不同的有機胺官能化催化劑,并對所制備的催化劑進行了性能表征。在正丁醛自縮合、Knoevenagel縮合、H

4、enry等反應(yīng)中考察了有機胺負載量對催化劑表面氨基基團和剩余Si-OH之間的酸堿協(xié)同效應(yīng)的影響。實驗結(jié)果表明,催化劑表面存在一個最佳的胺負載量,在最佳負載量情況下,催化劑表面氨基基團和剩余Si—OH之間的酸堿協(xié)同效應(yīng)達到最優(yōu)。同時,對不同胺官能化催化劑的催化劑性能也進行了評價,發(fā)現(xiàn)仲胺催化劑具有最佳的催化性能。最后,選擇3-氨丙基三甲氧基硅烷和3-氨丙基三甲氧基乙氧基乙氧基硅烷(APTMEES)這兩種具有不同分子體積的有機胺作為前軀體,