硅膠固載復合酸催化劑的制備與應用.pdf

1、隨著環(huán)保壓力的增大和國際社會對可持續(xù)發(fā)展的廣泛認同，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、催化劑能夠重復利用等優(yōu)點，是實現(xiàn)綠色化工的重要途徑之一。本文在綜述國內外固體酸催化劑研究現(xiàn)狀的基礎上，重點探討硅膠固載質子酸、固載路易斯酸以及固載復合酸對催化性能的影響，找到適合酯化反應的高效多相催化劑。
　　 研究中首先采用易得的硅膠進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，對比硅膠先磺化再負載路

2、易斯酸和先負載路易斯酸再磺化不同工藝以及焙燒對催化酯化反應性能的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，先磺化硅膠再負載路易斯酸的催化劑催化效果較好，催化苯甲酸丁酯反應2h后，產率達到89.7％，選擇性100％。制備催化劑時最佳的原料配比為: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、復使用性能下降，說明常溫下的化學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構。
　　 接下來，應用化學接枝法制備的固體催化劑，探討了結構不同的酸與醇的酯化反應，優(yōu)化了酯化工藝的反應條件。研究表明，無論使用氯化鋁還是氯化鐵改性磺化硅膠，所得的催化劑對本實驗中各種酸醇的酯化反應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。對于沸點較低

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