甲基丙烯醛氧化酯化制备甲基丙烯酸甲酯催化剂的制备与表征

摘要

甲基丙烯酸甲酯（MMA）是一种重要的有机化工原料，主要用于生产有机玻璃及树脂材料。世界上MMA主要采用丙酮氰醇法（ACH）生产，从绿色环保及经济效益方面考虑开发新的工艺路线显得十分必要。甲基丙烯醛（MAL）一步法制MMA便是一种极有发展潜力的绿色合成工艺路线。 本文对甲基丙烯醛一步氧化法制备MMA的催化剂进行了研究，选取比表面积、孔径均较大的疏水的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物（SDB）作为催化剂载体，采用等体积浸渍法将PdCl2等活性组分负载到载体上，然后经过干燥、还原得到催化剂。考察了不同的干燥方式对催化剂活性的影响， XRD表明采用常压干燥比减压干燥催化剂活性组分的分散度更好，评价结果进一步说明催化剂的活性较高。 考察了主催化活性组分Pd含量及助催化组分种类及含量对催化活性的的影响规律。添加铋（Bi）、铅（Pb）等助组分能够明显提高单钯疏水催化剂的催化性能。在单Pd催化剂的存在条件下甲基丙烯醛的选择性为33.50％，转化率为42.50％，添加Bi金属后，在催化剂PdsBi/SDB的存在条件下，甲基丙烯醛的转化率为51.63％，选择性为69.36％；添加Pb金属后，在催化剂Pd5Pb/SDB的存在条件下，甲基丙烯醛的转化率为71.65％，选择性为78.15％，均能显著提高甲基丙烯醛的选择性和转化率。对于双组分催化剂，相同的添加量下，Pd-Pb/SDB要比Pd-Bi/SDB的催化活性强。 制备新型催化剂，并以此催化剂为例考察了反应时间、反应温度、催化剂加入量、原料配比、PH值对MAL转化率和MMA选择性的影响。确定了适宜的反应条件为醇醛摩尔比40：1，催化剂加入量为总反应物质量的3.6％，反应温度50℃，氧气流量为6ml/min，反应时间4小时，PH值为10.5左右，在此条件下甲基丙烯醛的转化率为MMA的选择性为91.20％，MAL的转化率为87.68％。

目录

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声明

第一章文献综述

1.1甲基丙烯酸甲酯(MMA)的理化性质及应用

1.2甲基丙烯酸甲酯生产工艺简介

1.2.1丙酮氰醇法(ACH法)

1.2.2乙烯路线

1.2.3异丁烯路线(C4路线)

1.2.4其它合成方法

1.3甲基丙烯醛制备甲基丙烯酸甲酯催化剂的研究进展

1.3.1改进的杂多酸型催化剂

1.3.2贵金属催化剂

1.4疏水性催化剂的应用

1.4.1疏水型催化剂在核化工工业和氢氧复合反应中的应用

1.4.2疏水性催化剂在精细化学品制备方面的应用

1.4.3疏水性催化剂在环境保护方面的应用

1.4.4疏水性催化剂在汽车尾气处理方面的应用

1.5本文的研究意义及其主要内容

1.5.1研究意义

1.5.2研究内容

第二章催化剂的制备及评价

2.1实验部分

2.1.1实验原料与仪器

2.1.2实验装置

2.2实验操作

2.2.1催化剂的制备

2.2.2催化剂的评价

2.3分析测试方法

2.3.1催化剂表征方法

2.3.2产物的分析方法

2.3.3实验数据处理方法

2.4结果与讨论

2.4.1催化剂载体的选择

2.4.2催化剂的制备

2.4.3组成及载体对催化剂活性的影响

2.4.4不同的干燥方式对催化剂活性的影响

2.4.5主组分Pd金属的含量对催化剂性能的影响

2.4.6助催化剂的影响

2.5小结

第三章反应条件的优化

3.1实验部分

3.1.1主要原料和试剂

3.1.2主要实验仪器及操作

3.2结果与讨论

3.2.1反应温度的影响：

3.2.2催化剂加入量的影响

3.2.3反应原料比的影响

3.2.4反应溶液酸碱度的影响

3.3小结

第四章结论与建议

4.1结论

4.2建议

参考文献

致 谢