新型固体酸催化剂催化合成单硬脂酸甘油酯

摘要

本论文对单硬脂酸甘油酯的酯化合成进行研究，通过向反应体系中加入有机溶剂改善原料的混溶性，有效地提高了目标产物的收率。制备了三种固体酸催化剂，测试其催化效果，并对催化剂进行表征。将其应用于硬脂酸和甘油的酯化反应中，采用单因素实验法探求各个反应的适宜反应条件，反应过程中定时取样，采用气相色谱跟踪分析，发现MCM-41负载磷钨酸(P W/MCM-41)具有最好的催化效果。 PW/MCM-41通过浸渍法制备，磷钨酸的负载量为30％的催化剂具有最高的催化活性。分别考察反应时间、催化剂用量、醇酸摩尔比及温度等因素对酯化反应的影响，得出较适宜的反应条件:当反应时间为6h，催化剂用量为硬脂酸质量的6％，温度为160℃，甘油与硬脂酸的摩尔比为6∶1时，硬脂酸的转化率达到98.03％，单甘酯的选择性为91.20％，收率为89.40％。 采用溶胶凝胶法制备了复合固体超强酸SO42-/TiO2-SiO2，发现用1.5M硫酸浸渍的，基底TiO2含量为80％的催化剂具有较好的催化活性。当催化剂用量为硬脂酸质量的15％，温度为160℃，甘油与硬脂酸的摩尔比为6∶1时，反应8h后硬脂酸的转化率达到94.51％，单甘酯的选择性为87.52％，收率为82.71％。经过烧碳、水洗、补充活性组分、焙烧等处理后，催化剂可以再生重复使用。 采用吸附回流法制备了活性炭负载SnCl4的催化剂，考察反应时间、活性组分负载量、催化剂用量、温度等因素对酯化反应的影响，得出较适宜的反应条件:当反应时间为8h，催化剂用量为硬脂酸质量的9％，甘油与硬脂酸的摩尔比为6∶1，温度为160℃时，硬脂酸的转化率达到97.40％，单甘酯的选择性为82.55％，收率为80.40％。 反应制得的单甘酯经提纯后通过红外等检测手段表征，并研究了其溶解性、HLB值和乳化性能，发现其具有良好的乳化性。

目录

声明

摘要

前言

第一章 文献综述

1．1．单硬脂酸甘油醑的性质

1．1．1 一般性质

1．1．2 同分异构性质

1．1．3 乳化性质

1．1．4 稳定性

1．2 单硬脂酸甘油酯的用途

1．2．1 单甘酯在食品行业中的应用

1．2．2 单甘酯在塑料行业中的应用

1．2．3 单甘酯在其他行业的应用

1．3 单硬脂酸甘油酯的主要合成路线

1．3．1 直接酯化法

1．3．2 甘油醇解法(酯交换法)

1．3．3 缩水甘油法

1．3．4 环氧氯丙烷法

1．3．5 化学基团保护法

1．3．6 超临界CO2法

1．3．7 酶催化合成法

1．3．8 微波合成法

1．4 单硬脂酸甘油酯的提纯

1．4．1 分子蒸馏法

1．4．2 溶剂结晶法

1．4．3 柱层析分离法

1．4．4 超临界CO2萃取法

1．5 酯化合成单硬脂酸甘油酯常用固体酸催化剂

1．5．1 分子筛催化剂

1．5．2 强酸性阳离子交换树脂

1．5．3 固体超强酸

1．5．4 杂多酸

1．6 本课题的来源、意义及主要内容

第二章 PW／MCM-41催化酯化合成单硬脂酸甘油酯

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂与药品

2．2．2 实验仪器

2．2．3 MCM-41负载磷钨酸催化剂的制备

2．2．4 单硬脂酸甘油酯的合成

2．3 催化剂的性能及表征

2．3．1 催化剂的FT-IR表征

2．3．2 催化剂的TEM表征

2．3．3 催化剂的SEM表征

2．3．4 催化剂的BET表征

2．4 实验结果与讨论

2．4．1 溶剂的影响

2．4．2 醇酸摩尔比的影响

2．4．3 磷钨酸负载量的影响

2．4．4 催化剂的用量的影响

2．4．5 温度的影响

2．4．6 催化剂的重复使用性能

2．5 本章小结

第三章 SO42-／TiO2-SiO2催化酯化合成单硬脂酸甘油酯

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1．实验试剂与药品

3．2．2．实验仪器

3．2．3 SO42-／TiO2-SiO2催化剂的制备

3．2．4 单硬脂酸甘油酯的合成

3．3 催化剂的表征

3．3．1 催化剂的FT-IR表征

3．3．2 催化剂的XRD表征

3．3．3 催化剂的SEM表征

3．3．4 催化剂的热重分析

3．3．5 SO42-／TiO2-SiO2的酸强度测试

3．4 实验结果与讨论

3．4．1 SO42-／TiO2-SiO2催化机理的初步探讨

3．4．2 硫酸浸渍浓度的影响

3．4．3 TiO2含量的影响

3．4．4 催化剂用量的影响

3．4．5 醇酸摩尔比的影响

3．4．6 催化剂的重复使用与再生

3．5 本章小结

第四章 SnCl4／C催化醢化合成单硬脂酸甘油酯

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1．实验试剂与药品

4．2．2．实验仪器

4．2．3 活性炭负载SnCl4催化剂的制备

4．2．4 单硬脂酸甘油酯的合成

4．3 催化剂的表征

4．3．1 催化剂的FT-IR表征

4．3．2 催化剂的XRD表征

4．3．3 催化剂的BET表征

4．4 实验结果与讨论

4．4．1 载体类型对催化剂性质的影响

4．4．2 四氯化锡负载量的影响

4．4．3 催化剂用量的影响

4．4．4 醇酸摩尔比的影响

4．4．5 温度的影响

4．4．6 催化剂重复使用性

4．5 本章小结

第五章 单甘酯的含量测定和性能检测

5．1 单硬脂酸甘油酯的含量测定

5．1．1 高碘酸氧化法

5．1．2 气相色谱法

5．2 单甘酯熔点的测定

5．3 单甘酯的FT-IR表征

5．4 单甘醋的溶解性及HLB值的测定

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

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