正丁醇/丙酸与腐殖酸相互作用的NMR研究

摘要

由于制备液体燃料的费托合成工艺在合成过程中排放的费托反应生成水通常含有水溶性含氧化合物,例如醇、醛、酮和羧酸.费托反应生成水酸性强、成分复杂、种类繁多,因此需处理后才能排放.本文以核磁共振(NMR)为主要技术手段,以正丁醇和丙酸作为费托反应生成水中水溶性有机成分的模型化合物,研究了腐殖酸(HA)对费托反应生成水的吸附作用.1H NMR滴定实验和1H弛豫时间测定结果显示:随HA浓度增大,正丁醇质子信号变宽,但化学位移未变;丙酸质子信号变宽,且化学位移向高场移动;正丁醇和丙酸的1H自旋-晶格和自旋-自旋弛豫时间均降低,分子相关时间增大.HA与正丁醇、丙酸的结合百分比表明HA对正丁醇的吸附作用大于丙酸.增加HA浓度有利于HA与正丁醇相互作用,但溶液pH值对HA(20 mg/mL)与正丁醇相互作用影响较小;另一方面,增加HA浓度、降低溶液pH值均有利于HA与丙酸相互作用,且HA浓度对相互作用的影响高于溶液pH值.本研究表明HA用于吸附处理费托反应生成水有效,且过程简单、价格低廉,在工业应用中具有潜力.