负载型锆盐催化剂催化酯化反应的研究

摘要

乙二醇单乙醚乙酸酯（EGEEA）是一种具有双官能团的应用广泛的优良溶剂，柠檬酸三丁酯（TBC）是目前应用最广泛的增塑剂之一，这两种产品工业上多以浓硫酸作催化剂直接酯化合成。然而，用硫酸作催化剂存在着设备腐蚀、污染环境、副反应多、产品分离精制困难等缺点，因此用固体酸催化剂取代硫酸是合成工艺改革的关键。
　　 本论文通过浸渍法制备了系列负载型锆盐催化剂，用于酯化反应合成乙二醇单乙醚乙酸酯（EGEEA）和柠檬酸三丁酯（TBC）。采用FT-IR、XRD、氮气吸附-脱附、EDS等技术对催化剂进行了表征；用红外光谱、折光率和气相色谱对酯化产物进行了测定；
　　 研究了催化剂的酸性、结构和组成对反应选择性和催化剂寿命的影响；并对酯化合成工艺进行了优化，考察了不同载体、硫酸锆负载量、催化剂用量、反应温度、原料配比等因素对酯化反应的影响，筛选出了最佳的催化剂组成和酯化反应条件。实验结果表明：
　　 最佳载体为中性的活性炭（AC）和介孔分子筛SBA-15；硫酸锆可在这些载体上充分分散，而不影响载体的结构。这样的负载型硫酸锆催化剂具有中等酸强度（-11.4≤H0≤
　　 -8.2），保证了在上述两个酯化反应中，目标酯产物的选择性均为100％。在最佳负载量的催化剂和最佳的酯化反应条件下，乙二醇单乙醚乙酸酯和柠檬酸三丁酯的产率均可达98％～99％。催化剂可回收重复利用多次。
　　 由于克服了工业用硫酸催化剂、均相催化剂以及其它固体酸催化剂的不足，加之具有高活性、高选择性和可重复使用的特点，我们制备的负载型硫酸锆催化剂极具推广价值和工业应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第二章 乙二醇单乙醚乙酸酯的催化合成

第三章 柠檬酸三丁酯的催化合成

总 结

硕士期间发表和待发表论文

致 谢