超臨界CO-,2-條件下催化合成聚合松香及氫化松香的研究.pdf

1、本文首先介紹了采用水熱合成法制得Al-MCM-41、Mo-MCM-41和Zr-MCM-41系列中孔分子篩，將酸性基團(tuán)(如SO42-、BO33-等)引入中孔分子篩中進(jìn)行修飾，制得各種中孔分子篩催化劑，并采用XRD、N2吸附脫附、FT-IR及氨氣程序升溫脫附等技術(shù)對(duì)其孔道結(jié)構(gòu)及酸強(qiáng)度進(jìn)行了表征。XRD測(cè)定結(jié)果表明所合成的催化劑具有中孔分子篩特征結(jié)構(gòu)和良好的長(zhǎng)程有序性；N2吸附脫附測(cè)定結(jié)果表明中孔分子篩的孔徑為4.1nm左右；FT-IR測(cè)定結(jié)

2、果表明改性基團(tuán)已存在于中孔分子篩上；氨氣程序升溫脫附測(cè)定了中孔分子篩的酸強(qiáng)度及酸中心數(shù)量，結(jié)果表明：SO42-、BO33-、ZrO2等的引入提高了MCM-41中孔分子篩的酸性。在超臨界CO2條件下，將制得的酸性中孔分子篩首次用于催化合成聚合松香的反應(yīng)。經(jīng)過(guò)催化劑篩選，確定BO33-/ZrO2/Mo-MCM-41中孔分子篩具有較高的催化活性。研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、溶劑種類和催化劑用量等因素對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響，考察了催化劑的重復(fù)使用性能，

3、初步探討了催化劑失活的原因。得出較佳工藝參數(shù)：BO33-/ZrO2-Mo-MCM-41中孔分子篩為催化劑，催化劑與松香質(zhì)量比1∶10，反應(yīng)溫度90℃，反應(yīng)時(shí)間1小時(shí)，CO2氣體壓力12MPa-14MPa，在以上條件下可制得軟化點(diǎn)為106℃的聚合松香。結(jié)果證明：超臨界CO2流體對(duì)樅酸分子及其聚合產(chǎn)物有很好的溶解作用，明顯地提高了反應(yīng)物的擴(kuò)散速度，從而有效地促進(jìn)了聚合反應(yīng)的進(jìn)行，提高了反應(yīng)產(chǎn)物的軟化點(diǎn)；中孔分子篩催化劑具有較大的孔道結(jié)構(gòu)，樅

4、酸分子可以擴(kuò)散到其孔道內(nèi)部，因此有較多的催化活性中心參與聚合反應(yīng)，表現(xiàn)出較高的催化活性。 其次，研究了在超臨界CO2條件下Pd/C催化松香氫化反應(yīng)，考察了超臨界CO2流體、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和催化劑用量等因素對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響，分析了催化劑失活原因。得出較佳工藝參數(shù)：松香5g，Pd/C催化劑0.1g，反應(yīng)溫度160℃，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，反應(yīng)總壓19.0MPa，CO2分壓12.0MPa，在以上條件下可制得樅酸含量6.3﹪和去氫樅酸含量

5、6.9﹪的氫化松香。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明超臨界CO2流體對(duì)樅酸分子有很好的溶解作用，而且可以與氫氣混溶，從而消除了相間傳質(zhì)阻力，提高了加氫反應(yīng)速率。另外，制備了含金屬Pd粒子的中孔分子篩Pd/MCM-41，采用XRD測(cè)定Pd/MCM-41催化劑的結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明其具有良好的中孔特征結(jié)構(gòu)，金屬Pd粒子已被負(fù)載到分子篩上；采用EDS測(cè)定Pd含量為2.3﹪左右。將中孔分子篩Pd/MCM-41用于催化松香氫化反應(yīng)，反應(yīng)條件為：松香5g，Pd/C催化劑0.