溫控催化體系下脂肪酸甲酯加氫制備脂肪醇的研究.pdf

1、脂肪醇是生產(chǎn)增塑劑、洗滌劑和表面活性劑等多種精細(xì)化學(xué)品的主要基礎(chǔ)原料，其用量大且附加值高，在國民經(jīng)濟(jì)中具有重要的作用。本文選擇油酸甲酯為模型反應(yīng)物，在考察銅-鉻催化劑加氫反應(yīng)之后，嘗試將具有良好納米粒子穩(wěn)定性和溫控特性的聚醚鏈引入到離子液體結(jié)構(gòu)中，合成了新型溫控咪唑型離子液體，將其作為穩(wěn)定劑用于創(chuàng)新出一種含Pd納米金屬催化劑的溫控離子液體/有機(jī)兩相催化體系，并用于催化油酸甲酯加氫制備脂肪醇。以解決多相催化劑存在的傳質(zhì)和擴(kuò)散阻力大、催化劑

2、壽命短等問題。
　　在常規(guī)催化體系下考察了油酸甲酯加氫制備脂肪醇的反應(yīng)。結(jié)果表明，銅鉻催化劑具有較好的催化效果。在油酸甲酯2.5g，銅鉻催化劑37.5mg，反應(yīng)溫度230℃，反應(yīng)時間6h，反應(yīng)壓力6MPa的反應(yīng)條件下，脂肪醇的羥基值可達(dá)到186mgKOH/g，碘值22I2g/100g。另外，該催化劑回收重復(fù)利用5次后，產(chǎn)物脂肪醇的羥基值和碘值略有降低，而焙燒再生的催化劑具有較好的催化性能。
　　將對納米粒子具有良好穩(wěn)定性的聚

3、乙二醇鏈段結(jié)構(gòu)引入到離子液體結(jié)構(gòu)中，設(shè)計、合成了多種具有不同鏈段長度的溫控離子液體ILPEG-400、ILPEG-600、ILPEG-750和ILPEG-1000，并采用1H NMR、FT-IR等手段表征了其結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明所合成的樣品即為目標(biāo)化合物;采用原位加氫反應(yīng)，將所合成的新型溫控離子液體用于穩(wěn)定Pd納米金屬催化劑，構(gòu)建含Pd納米金屬催化劑的溫控離子液體催化體系，并采用XRD和TEM等表征手段表征納米粒子的粒徑特征，結(jié)果表明，所合成

4、的溫控催化體系中的Pd納米金屬粒子粒徑約3nm左右，且分布基本呈正態(tài)分布。此外，所合成的催化體系具有良好的溫控特性。
　　將所合成南溫控催化體系嘗試用于催化油酸甲酯的氫化反應(yīng)制備脂肪醇，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ILPEG·750/PdCl2對油酸甲酯制各脂肪醇的效果最佳。油酸甲酯2.5g，催化劑1.0g，正庚烷1.2g，甲苯1.0g，反應(yīng)溫度210℃，反應(yīng)時間4h，氫氣壓力6MPa，為較佳的工藝條件。在該條件下，產(chǎn)物脂肪醇羥基值156mgKOH/

5、g，碘值20I2g/100g。在最佳實(shí)驗條件下，催化劑不經(jīng)過處理直接重復(fù)使用5次后，因金屬納米粒子的團(tuán)聚導(dǎo)致催化劑體系的催化性能略有降低，所得產(chǎn)物的羥值、碘值分別126mgKOH/g和36I2g/100g。
　　綜上所述，在催化油酸甲酯加氫制備脂肪醇的反應(yīng)過程中，溫控催化體系克服了銅鉻催化劑存在的環(huán)境污染等一系列問題，可實(shí)現(xiàn)了催化劑與產(chǎn)物“低溫分相、高溫均相”的反應(yīng)與分離效果，對貴金屬納米催化劑的分離回收與循環(huán)提供了有效的理論依據(jù)