新型固體酸催化劑的制備研究及其應用.pdf

1、酸性離子液體作為一種環(huán)境友好的催化新材料，在眾多催化領域取得良好的應用效果，但與反應物難以分離等問題限制了它的大規(guī)模應用。將酸性離子液固載到催化劑載體上，開發(fā)新型固體酸催化劑成為國際催化領域的一個研究熱點。
　　本論文采用大顆粒球型硅膠做載體，基于硅羥基與硅烷偶聯(lián)劑的“架橋”修飾反應，通過離子液陽離子基團的化學鍵合接枝方法，將酸功能化咪唑離子液體活性組分固載到載體硅膠上，制得新型固體酸催化劑。作者分別選取γ-氯丙基三甲氧基硅烷及γ

2、-巰丙基三甲氧基硅烷作為偶聯(lián)劑，系統(tǒng)考察了載體活化方式、溶劑類型、反應時間、離子液濃度以及制備步驟等因素對催化劑合成的影響。
　　對制備的新型固體酸催化劑進行了FT-IR光譜表征，驗證了目標產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特征。運用TGA測定了催化劑的熱分解性能。采用BET、元素分析等方法對催化劑及載體的孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)等進行了測定。
　　采用高壓反應釜試驗裝置，以叔丁醇脫水、醇醛縮合作為反應模型，對比評價了新型固體酸催化劑與市售陽離子交換樹脂催化劑的

3、催化活性，同時考察了固體酸催化劑的穩(wěn)定性。
　　研究結(jié)果表明，采用γ-氯丙基三甲氧基硅烷作偶聯(lián)劑可以簡捷的制備陰離子為Cl-的固體磺酸催化劑，采用γ-巰丙基三甲氧基硅烷作偶聯(lián)劑能夠便捷地制備具有不同陰離子類型的固體酸催化劑。催化劑活性組分中的陰離子對催化活性有直接的影響。熱模評價結(jié)果表明，含有CF3SO3-陰離子的固體酸催化劑能夠有效催化叔丁醇脫水反應和醇醛縮合反應，催化活性達到甚至超過了工業(yè)上常用的強酸性陽離子交換樹脂催化劑。固