离子交换树脂催化剂孔结构对传质及催化剂性能的影响

发布时间：2021-10-16 09:25

　　催化精馏是化工生产过程中一个非常重要的化工操作单元,它是将分离与反应耦合起来强化催化过程的一种新工艺。催化精馏技术具有高效、节能、可连续生产等优点,但催化精馏过程中传质和传热又常常限制催化精馏效率的进一步提高。迄今为止,已有许多科学家通过CFD模拟、实验等方法优化了塔内流体的流动形态,以及催化剂装填方式促进了塔器件之间的传质。本论文将以催化精馏过程中常用的离子交换树脂催化剂为研究对象,通过改变交联剂用量、致孔剂用量合成具有不同孔结构的苯乙烯-二乙烯苯（St-DVB）离子交换树脂聚合物微球,通过氮气吸脱附法、压汞法、扫描电镜表征手段对St-DVB聚合物微球的内部骨架进行结构表征分析。表征分析结果表明,在只改变交联剂的情况下,聚合物内部总孔隙率变化不明显（约0.3）,但是交联剂对改变聚合物内部的介孔、大孔的平均孔径有较大的影响。在交联剂含量不变,改变致孔剂含量对聚合物内部结构的总孔隙率有较大的影响。对合成得到的七个样品进行表征后,以甲苯为吸附质分子,对聚合物进行等温吸附实验和动力学吸附实验。通过实验我们得出,甲苯分子在聚合物内部的吸附符合Freundlich等温式,同时甲苯分子在聚合物上的... 

【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 催化精馏研究现状
        1.2.1 催化精馏应用研究现状
        1.2.2 催化精馏装填方式研究现状
        1.2.3 催化精馏催化剂研究现状
        1.2.4 催化剂结构研究现状
    1.3 离子交换树脂研究现状
        1.3.1 离子交换树脂简介
        1.3.2 离子交换树脂工业应用
        1.3.3 离子交换树脂催化剂的改性
    1.4 本课题的研究意义和内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第二章 多孔聚苯乙烯-co-二乙烯苯(St-DVB)合物的合成与表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.0 实验药品与仪器
        2.2.1 多孔St-DVB聚合物微球的合成
        2.2.2 聚合物氮气吸脱附法(BET)表征
        2.2.3 聚合物压汞法(MIP)表征
        2.2.4 聚合物扫描电镜图(SEM)
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 聚合物氮气吸脱附法(BET)表征结果
        2.3.2 聚合物压汞法(MIP)表征结果
        2.3.3 聚合物扫描电镜(SEM)表征结果
        2.3.4 多孔聚合物孔结构分析
    2.4 本章小结
第三章 多孔聚St-DVB吸附甲苯分子等温吸附曲线及动力学研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 多孔聚St-DVB等温吸附实验
        3.2.3 聚St-DVB合物微球的动力学吸附扩散实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 多孔St-DVB聚合物微球吸附甲苯等温吸附实验结果分析
        3.3.2 交联度含量对聚St-DVB微球表面扩散系数以及体扩散系数的影响
        3.3.3 致孔剂含量对聚St-DVB微球表面扩散系数以及体扩散系数的影响
    3.4 本章小结
第四章 强酸型St-DVB离子交换树脂的合成与表征
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品与仪器
        4.2.2 强酸型St-DVB离子交换树脂的合成以及合成时间对离子交换树脂含硫量的影响
        4.2.3 强酸型St-DVB离子交换树脂的傅立叶红外光谱分析(FT-IR)表征
        4.2.4 强酸型St-DVB离子交换树脂的元素分析(EA)表征
        4.2.5 强酸型St-DVB离子交换树脂的酸含量测定
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 磺化时间对强酸型St-DVB离子交换树脂硫元素含量的影响
        4.3.2 强酸型St-DVB离子交换树脂的傅立叶红外光谱分析(FT-IR)表征结果分析
        4.3.3 强酸型St-DVB离子交换树脂的元素分析(EA)表征结果分析
        4.3.4 强酸型St-DVB离子交换树脂的酸含量测定结果分析
    4.4 本章小结
第五章 强酸型离子交换树脂催化醋酸甲酯水解动力学
    5.1 引言
    5.2 实验药品与仪器
        5.2.1 实验药品
        5.2.2 实验仪器
    5.3 实验步骤
        5.3.1 离子交换树脂催化醋酸甲酯水解动力学
        5.3.2 几种商业离子交换树脂催化醋酸甲酯水解动力学及的孔结构
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 离子交换树脂催化醋酸甲酯水解动力学结果分析
        5.4.3 几种商业离子交换树脂催化醋酸甲酯水解动力学及的孔结构结果分析
    5.5 本章小结
结论
展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]离子交换树脂对水中全氟羧酸的吸附去除[J]. 孙博,马军.  水处理技术. 2017(01)
[2]Application of Br?nsted acid ionic liquids as green catalyst in the synthesis of 2-propanol with reactive distillation[J]. Jinbei Yang,Dongren Cai,Ting Zeng,Lihua Zhou,Ling Li,Ruoyu Hong,Ting Qiu.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(11)
[3]粒径和孔径可控的多孔交联聚苯乙烯微球的制备[J]. 黄广诚,邱比特,刘亚栋,赵辉,季生象.  应用化学. 2016(04)
[4]碳酸二甲酯与乙醇酯交换反应动力学[J]. 王红星,李海勇,张希,黄智贤,邱挺.  高校化学工程学报. 2014(03)
[5]福州大学醋酸甲酯催化精馏水解新技术推广应用[J].   石油炼制与化工. 2008(11)
[6]催化精馏过程制备乙酸乙酯的研究[J]. 杜长海,孙德,贺岩峰,秦永宁.  现代化工. 2006(S2)
[7]乙酸甲酯的合成与应用新进展[J]. 吴文炳,陈梁,张世玲.  江苏化工. 2004(05)
[8]甲基叔丁基醚与苯酚在改性HY分子筛催化剂上合成2,4-二叔丁基苯酚的研究[J]. 李杰,刘杰.  化工科技. 2004(02)
[9]醋酸甲酯水解催化精馏过程的模拟计算[J]. 吴燕翔,谭天恩,吴燕翔,王良恩,赵之山.  化工冶金. 2000(01)
[10]催化精馏法生产异丙苯工艺的评述[J]. 胡一德,张品芳.  化工设计. 1997(05)

博士论文
[1]多孔聚苯乙烯类微球的可控合成、表征、磁功能化及应用研究[D]. 刘清泉.浙江大学 2009
[2]醋酸甲酯催化精馏水解新工艺及相关基础研究[D]. 邱挺.天津大学 2003



本文编号：3439554