离子液体催化酯化反应研究论文.pdf 全文免费在线阅读

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广东工业大学硕士学位论文离子液体催化酯化反应研究姓名:周蓓蕾申请学位级别:硕士专业:化学工程指导教师:方岩雄;李树权20050315摘要摘要在现代化工生产中,绝大多数化学反应都必须有催化剂的参与,催化剂的合理选择与应用是化工过程最关键的技术之一,开发新型的绿色催化剂是当今的研究热点。室温离子液体是近几年来才兴起的一种液体催化材料,作为挥发性有机溶剂的替代物,室温离子液体正引起广泛关注,被广泛的应用于化工的各个领域,通过改变它的阴阳离子可以合成适合某类反应的催化剂。本文以离子液体的功能化为出发点,研究了某些Bronsted酸性离子液体在酯化反应中的应用,同时,设计、合成了几种新型的离子液体:N一***咪唑硫酸盐、N一***咪唑磷酸盐、N一***咪唑***硼酸盐、N一***一2一吡咯烷***硫酸盐、N一***一2~吡咯烷***磷酸盐、N一***一2一毗咯烷******硼酸盐,并对其进行了某些性质的测定,发现1一***一3一毗咯烷***硫酸盐[Hnmp]ftSO;密度为1.40559/cm3,水溶性,粘度为2.451Pa.S(25℃)。我们以乙酸正丁酯的酯化反应为模型反应,首先对合成的十种离子液体进行了催化剂活性的考察,发现离子液体[Hnmp]HSO。具有较好的催化活性,其活性与硫酸不相上下,但其腐蚀性则远低于硫酸;之后又分别对酯化反应的反应时间、温度、催化剂用量进行了单因素考察,找到了影响反应的三个主要因素是反应时间,反应温度和催化剂用量。并对它们进行了正交实验,结果表明反应时间3h,回流的反应温度下,催化剂用量0.5%(mol%)反应产率最高。还对催化剂的重复催化能力进行了考察,发现它具有较高的重复使用率,使用6次以后其酯化反应收率没有降低。最后为了进一步发掘催化剂的催化活性,我们又进行了乙醇,丙醇,苯甲醇,正庚醇,正辛醇,环己醇与乙酸的酯化反应的考察,发现了它对直链醇酸酯化反应也有同样的催化作用。在对乙醇与乙酸的酯化反应单因素考察实验中,乙酸乙酯合成的较佳反应条件是催化剂的用量为0.5%,在回流的温度下,反应30min;此时乙酸的转化率为61.46%。关键词:环境友好;室温离子液体:酸性催化剂;酯化反应;乙酸正丁酯广东工业大学T程硕十学位论义AbstractInmodernchemicalengineeringmanufactuFe,mostofchemicalreactionsneedeatalyst.Catalystchoiceandapplicationsarethekeytechniquesintheehemicalengineeringprocess.DevelopingnewgreencatalystiSaheatresearChareai'IOW.RoomtemperatureioniCliquidiSakindof1iquidcatalystmaterialthatappearsjustinthelastfewyears.anicsolvents,roomtemperatureionicliquidsareattractingmoreSCientistS’attention.Themainadvantageoftheionicliquid1iesingreenenvironmentandtheplastiCityofthestructure.Wecanchangeitscationandaniontosynthesizespecialcatalystforcertainreaction.InthiSpaper.westudytheapplicationsofsomeBr中nstedaCidicioniCliquidinesterificationreactionstartfromthefunctionofioniCliquid.Somenewionicliquids,[Hmim]HS04,[Hmim]:S04,[Hmim]H2PO。,[Hmim]。P04,[Hnmp]HSOd,[Hnmp]H2POt,[Hnmp]BF4,[Hmim]BF4,aresynthesizedandsomeoftheirpropertiesaremeasured.[Hnmp]HS04iSwater—solubility,densityi.40559/L,viscidity2.451Pa.S(25。C).Takingtheesterificationreaction0fn—butylaCetateaSmodelreaction,westudiedthecatalystactivityofthe10ionicliquidswhichweresynthesizedfirsttimebyUS,andfindthatthecatalystactivityof[Hnmp]HS04iSverygood,evenbetterthanthatof吼S04.Thenweinvestigatethereactiontemperature,timeandcatalystquantity0feSterificationreaction.Wefindthatthemainfactorswhichinfluencethereactionaretemperature,timeandcatalystquantity.Theorthogonalexperimentweredone,theresultshowsthattheproducingrateofreactionisthehighestwhenreactiontimeiS3h,temperatureiS96。CandcatalystquantityiS0.5%(mol%).Wealsostudiedtherecycleabilityofcatalystandfindoutthatitscatalyticactivityisconstantafterused6times.Atlast,inordertostudythecatalystactivityofthesecatalystIIfurther.weresearchtheesterificationofethanol,1一propanol,benzalcohol,n—heptanol,1一octano],cyclohexanolwithacetiCacid,andfindthatitiSeffectivetostraightchainalCoh01esterification.IntheSinglefactorexperimentofethylacetatesynthesiS,theconversionrateoftheacetieacidiS61.46%underthebetterreactiOneondition:0.j%(m01)ofthecatalyst,atthetemperatureofthereflux,andreactionfor30mjniitesKeywords:enviro

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