固体酸用于蒽醌合成反应的绿色催化研究

发布时间：2021-08-11 02:06

　　Friede-Crafts酰基化反应是一种典型的酸催化反应,在石油化工、香料、染料等领域具有重要的发展前景,但传统的酸催化剂主要有AlCl3等Lewis酸催化剂和H2SO4、HF等质子酸催化剂,生产过程中会产生大量的含铝、含酸废水,环境污染严重。针对上述问题,本论文以蒽醌合成反应为探针反应,提出利用固体酸催化剂代替传统的AlC13、H2SO4等酸催化剂绿色催化合成蒽醌,并对工艺条件进行优化,提出一条绿色、安全、高效的蒽醌生产工艺。主要内容如下:（1）以HPA为催化剂,BBA为原料进行合成蒽醌反应,HPW展现出最好的催化性能;针对BBA合成蒽醌反应体系黏度较大、催化剂难以重复使用等问题,以HPW为催化剂分别探究了不同反应条件下溶剂的加入对蒽醌收率的影响,研究结果表明,以环丁砜为溶剂时HPW具有最佳催化活性,蒽醌收率可达到89.60%,选择性可达到89.98%,相比于无溶剂反应,催化剂表现出更好的重复使用性能。但使用纯HPW催化剂比表面积较小（仅7.1 m2/g）,催化剂的回用存在一定困难。（2）制备HPW/SiO2催化剂,可以大大提高催化剂比表面积（155.2 m2/g）和热稳定性,从而... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１沸石分子筛结构及其构型??（ａ：?Ａ型沸石；ｂ：?Ｘ、Ｙ型沸石；ｃ：?Ｈｐ沸石；ｄ：?ＺＳＭ－５沸石；ｅ：丝光沸石）??Ｆｉｇ?１－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｚｅｏｌｉｔｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｉｅｖｅ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ??

第一章文献综述??職＿＿??（ａ）?（ｂ）?Ｃｃ）??纖繼??（ｄ）?（ｃ）??图１－１沸石分子筛结构及其构型??（ａ：?Ａ型沸石；ｂ：?Ｘ、Ｙ型沸石；ｃ：?Ｈｐ沸石；ｄ：?ＺＳＭ－５沸石；ｅ：丝光沸石）??Ｆｉｇ?１－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｚｅｏｌｉｔｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｉｅｖｅ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ??（ａ：?Ａ?ｚｅｏｌｉｔｅ；?ｂ：?Ｘ?ａｎｄ?Ｙ?ｚｅｏｌｉｔｅ；?ｃ：?ＨＰ?ｚｅｏｌｉｔｅ；?ｄ：?ＺＳＭ－５?ｚｅｏｌｉｔｅ；?ｅ：?Ｍｏｒｄｅｎｉｔｅ）??Ｉ?｜?圈＿?一??｜?｜?｜?｜画ｉｔ議繼，－??１?ｉｒ；??ＢＢｉｌＢｉＢｌｌｆ??＊??ＰＯＲＥ?ＳＩＺＥ，?Ａ??图１－２不同分子筛孔道大小??Ｆｉｇ?１－２?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｉｅｖｅ?ｐｏｒｅ?ｓｉｚｅ??沸石分子筛因具有丰富的孔道结构，表现出较好的热稳定性和较大的比表面积，??展现出较大的优势。相较于传统的酰基化催化剂具有较好的热稳定性、易分离可重复??９??

?北京化工大学硕士学位论文???结构如图１－３所示，但研宄发现只有具有Ｋｅｇｇｉｎ结构的ＨＰＡ催化剂具有最广泛的应??用，这主要是由于与其他结构的ＨＰＡ相比，Ｋｅｇｇｉｎ结构催化剂一方面合成流程简单，??另一方面Ｋｅｇｇｉｎ结构具有更好的热稳定性，可用于较高温度下的催化反应，这一因??素也使得ＨＰＡ在催化Ｆｒｉｅｄｅｌ－Ｃｒａｆｔｓ酰基化反应领域具有一定的可能性。相比较于传??统的Ｆｒｉｅｄｅｌ－Ｃｒａｆｔｓ酰基化催化剂，ＨＰＡ催化剂具有以下优点：（１）?Ｋｅｇｇｉｎ型催化剂??具有特定的结构和热稳定性；（２）同时表现出比较强的酸催化性能和氧化还原性能，??在酸催化和氧化催化反应中均可以得到应用；（３）由于其独特的物理化学性质，可溶??于强极性溶剂，因此既可被用于均相催化反应又可用于非均相催化反应；（４）在非均??相催化过程具有特别的“假液相行为”，反应过程中极性溶剂会和催化剂表面发生相??互作用，为反应提供特定的反应常杂多酸催化剂作为一种新型的绿色催化剂，因其??独特的物理化学性质在烷基化［５６］、酰基化［５７］、酯化［５８］［５９］、脱水［６Ｇ］等反应已有应用研??宄，有望实现Ｆｒｉｅｄｅｌ－Ｃｒａｆｔｓ酰基化反应的绿色化生产。??譬Ａ??ｏ－ＰＭａＯ＾＇?Ｂ３Ｗ３９Ｏｍ２１—??ｉｆｆ??ａ－Ｐ—Ｏｊ?Ｐ２Ｗ２１０７１（Ｈ２０），?ＡｓａＷＡ＾Ｏｆ??图１－３不同杂多酸阴离子的结构??Ｆｉｇ?１－３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｈｅｔｅｒｏｐｏｌｙ?ａｃｉｄ?ａｎｉｏｎｓ??杂多酸催化剂含有较强的Ｂｒａｎｓｔｅｄ酸，Ｉｚｕｍｉ等［６１］人确定了最常见的Ｋｅｇｇｉｎ型??ＨＰＡ酸性


本文编号：3335227