酯交换法合成碳酸二苯酯催化剂失活和负载液相催化剂的研究

摘要

对苯酚和碳酸二甲酯酯交换法合成碳酸二苯酯氧化铅-氧化锌催化剂失活原因和负载液相催化剂进行了研究。 采用XRD、XPS、IR、原子吸收光谱、元素分析和TG等表征方法对氧化铅-氧化锌催化剂的失活原因进行了分析。结果表明，在酯交换反应条件下，苯酚与氧化铅-氧化锌催化剂中的铅作用生成了Pb4O(OC6H5)6，进而导致催化剂活性组分晶相改变（PbO和Pb3O4晶相消失）以及严重铅流失。并且流失的铅以Pb4O(OC6H5)6和PbO混合物的形式存在，两者含量分别为62.7％和37.3％。 苯酚与PbO作用生成的Pb4O(OC6H5)6对酯交换合成碳酸二苯酯也有一定的催化性能，当Pb4O(OC6H5)6用量为13.3 wt％时，碳酸二苯酯产率最高为17.2％。 将反应过程中流失的含铅化合物加以回收，用于苯酚和碳酸二甲酯酯交换反应，重复使用三次，碳酸二苯酯产率基本稳定在18％左右。 考察了负载液相催化剂酯交换法合成碳酸二苯酯的反应性能，并且通过实验优化了其制备条件。以活性炭(AC)为载体，异三十烷为液膜相溶剂， n-Bu2SnO为活性组分，一步法制备负载液相催化剂，液膜相溶剂和活性组分负载量分别为20.0 wt％和10.0 wt％，此时制备的负载液相催化剂碳酸二苯酯的产率为19.3％，比n-Bu2SnO/ AC催化剂提高了12.2％。 对氧化铅-氧化锌催化剂进行掺镧改性研究，考察了铅锌镧复合金属氧化物催化剂的酯交换反应性能。结果发现，当n(Pb):n(Zn):n(La)=1:0.8:0.2 时，催化剂的酯交换反应性能最好，DPC 的产率最高为35.2％。但镧的添加并没能解决氧化铅-氧化锌催化剂铅流失问题。通过原位合成法和等体积浸渍法制备Pb-MCM-41 中孔分子筛，初步考察了其酯交换反应性能。