咪唑基酸性离子液体与表面改性γ-Al 2 O 3 的结构对催化合成柠檬酸三丁酯的性能影响研究
发布时间：2021-08-15 00:40
柠檬酸三丁酯（TBC）是一种新型无毒增塑剂,对于取代广泛使用的有毒增塑剂邻苯二甲酸酯具有重大意义。本文一是使用1,3-丙烷磺内酯与具有毫米级粒径的球型γ-Al2O3反应,制备了表面修饰有磺酸基官能团的固体酸催化剂PrSO3H@γ-Al2O3,二是选用了三种咪唑基酸性功能化离子液体（1-甲基-3-（3-磺酸丙基）咪唑对甲苯磺酸离子液体（[MIMPS]OTs）、1-乙基-3-（3-磺酸丙基）咪唑对甲苯磺酸离子液体（[EIMPS]OTs）和1-丙基-3-（3-磺酸丙基）咪唑对甲苯磺酸离子液体（[PIMPS]OTs））。分别考察了 PrSO3H@γ-Al2O3和三种酸性离子液体对用柠檬酸（CA）和正丁醇（n-BuOH）反应合成TBC的催化性能。论文主要研究结果如下:（1）使用具有毫米级粒径的球型介孔γ-Al2O3和1,3-丙烷磺内酯为原料,在无水甲苯中加热回流,合成了具有毫米级粒径的表面修饰有磺酸基官能团的固体催化剂PrSO3H@γ-Al2O3。通过FT-IR、PXRD和SEM-EDS分别表征了该催化剂,通过控制变量法逐步考察了该催化剂在不同条件下对TBC合成的催化性能。实验结果表明,在优化反...
【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】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４?Ｋｅｇｇｉｎ型多酸的结构图??
?第一章绪论???〇ｘ?／〇??＋?ｊ?ｑ／?＼〇?Ｌｅｗｉｓ?ａｃｉｄ?ｓｉｔｅ??ｒＴＴｉ??Ｂｒｏｎｅｓｔｅｄ?ａｃｉｄ?ｓｉｔｅ?ｕ?Ｊ＾Ｍ??ｏ?￣￣￣ｏ??Ｍ＝ｍｅｔａｌ?ｃａｔｉｏｎ??图１－５固体超强酸的强酸性来源机理示意图??Ｆｉｇ．?１－５?ｓｔｒｏｎｇ?ａｃｉｄ?ｓｏｕｒｃｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｓｏｌｉｄ?ｓｕｐｅｒ?ａｃｉｄ．??２０１０年，于兵川％］等人使用共沉淀法合成了复合型固体超强酸??Ｓ〇４２ＶＺｒ０２－Ｔｉ〇２，并探究了该催化剂用于合成ＴＢＣ的性能。控制投料比ｎ（ＣＡ）：??ｎ（ｎ－ＢｕＯＨ）＝?１：４．５－５，催化剂用量为物料总质量的１．５％－２．０％，反应温度控制??在１４０－１４５°Ｃ，３．５?ｈ，ＣＡ可达到９８．５％的转化率，重复使用５次转化率无明显下??降。??２０１０年，Ｘｕ［２５］等人使用十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴＡＢ）作为模板剂，在??共沉淀过程中调控Ｔｉ（ＯＨ）４和Ｚｒ（ＯＨ）４的孔道结构，合成了?Ｍ－Ｔｉ０２／Ｓ２０８２？和??Ｍ－Ｚｒ０２／Ｓ２０８２？固体超强酸催化剂，并和未使用ＣＴＡＢ调控的Ｔｉ０２／Ｓ２０８２？和??Ｚｒ０２／Ｓ２０８２？进行了催化反应活性对比。设置ｎ（ＣＡ）：?ｎ（ｎ－ＢｕＯＨ）?＝?１：?６，催化剂用??量为物料总质量的３％，反应在回流温度下进行３?ｈ，?Ｍ－Ｚｒ０２／Ｓ２０８２１崔化ＴＢＣ的??合成ＣＡ的转化率可达到９５．５３％，重复使用２次不低于９３％，而同条件下的??Ｚｒ０２／Ｓ２０８２？只能达到８３．２６％，且第一次重复使用时催化剂己基本失去活性。这??说明对于此类催化剂，由于活性位点不能自由解离，所以催化剂
?北京化工大学硕士学位论文???２０１２年，Ｗａｎｇ［３９］等人使用离子液体前驱体３－（３－磺酸根丙基）－卜乙烯基咪唑??内盐（ＶＭＰＳ）为单体合成了聚合物Ｐｏｌｙ（ＶＭＰＳ），再用Ｈ３ＰＷ１２〇４〇对其酸化，??合成了一种聚离子液体树脂Ｐｏｌｙ（ＶＭＰＳ）－ＰＷ，合成步骤如图１－６所示。该催化??剂适用于催化多种酸醇的酯化反应，以乙酸丁酯为例，催化剂重复使用５次没有??明显失活现象。在设定条件下催化合成ＴＢＣ可实现ＣＡ９８．３％的转化率，且不需??要额外添加带水剂。??ＳＯ，?ｓｃｙｉ??ＶＭＰＳ?ｐ０！ｙ（ＶＭＰＳ＞?Ｍｙ（ＶＭＰＳ?卜?ＰＷ??图１－６酸性聚离子液体Ｐｏｌｙ（ＶＭＰＳ）－ＰＷ的合成步骤和结构示意图??Ｆｉｇ．?１－６?ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｓｔｅｐｓ?ａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａｃｉｄｉｃ?ｐｏｌｙｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄ?Ｐｏｌｙ?（ＶＭＰＳ）－ＰＷ．??２０１９年，Ｚｈａｎｇｔ＃等人合成了一种对羟基苯磺酸的离子液体，并进一步通过??酚醛树脂的合成法将离子液体聚合为酸功能化类酚醛树脂ＰＩＬ－Ｓ，合成步骤与结??构如图１－７所示。该催化剂适用于多种酯化反应，通过外加环己烷作为带水剂，??设定反应物酸醇摩尔比为１：３．５，反应时间为３?ｈ，反应温度为１３０°Ｃ，催化剂为??反应物物料总质量的６％，该催化剂催化合成ＴＢＣ可达到９７．０％的产率。??Ｗ?Ｕ?＾＾＂?ｋ＾ｓｏＸ??ｃ－ｓ??Ｃｆｖｕｅｚｘ．－??卜荆ｖ－??ＩＬ－Ｓ?ＲＬ－Ｓ??图１－７酸性聚离子液体ＰＩＬ－Ｓ的合成步骤和结构示意图??Ｆｉｇ．?１－７?ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｓｔｅｐｓ?ａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒ
【参考文献】：
期刊论文
[1]锆掺杂Zr-MCM-41介孔分子筛制备及催化性能[J]. 艾江. 陶瓷. 2017(11)
[2]几种典型咪唑类离子液体的红外光谱研究[J]. 郑勇,郑永军,王梦媛,武卫明,王振. 广州化工. 2017(21)
[3]La添加对S2O82-/ZrO2-Al2O3固体超强酸催化剂性能的影响[J]. 马惠琴,王卫,马媛媛. 石河子大学学报(自然科学版). 2014(03)
[4]活性炭负载固体酸催化合成柠檬酸三丁酯[J]. 何林,杜广芬,高敬芝,王绪根,王卫,代斌. 化学研究与应用. 2013(12)
[5]三氟甲磺酸催化合成柠檬酸酯[J]. 周扬志,佘鹏伟,郭凯. 现代化工. 2012(05)
[6]磷钨杂多酸催化合成柠檬酸三丁酯[J]. 李洪超,齐平,张启俭. 辽宁化工. 2012(02)
[7]铈掺杂介孔分子筛MCM-41催化合成柠檬酸三丁酯[J]. 何锡凤,赵冰. 化工时刊. 2012(01)
[8]苄基磺酸MCM-41催化合成柠檬酸三丁酯[J]. 何锡凤,宋伟明. 化工时刊. 2011(08)
[9]苄基磺酸化MCM-41介孔分子筛的合成、表征及催化酯化性能[J]. 邓启刚,张哲,宋伟明. 精细化工. 2011(07)
[10]Preparation and characterization of spherical mesoporous ZrO2-Al2O3 composites with high thermal stability[J]. LI Yang,FENG JunTing & LI DianQing* State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering;Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029,China. Science China（Chemistry）. 2011(07)
硕士论文
[1]负载型硫酸锆催化合成柠檬酸三丁酯[D]. 杨红芹.大连理工大学 2010
[2]酸功能化离子液体催化合成柠檬酸酯及其工艺研究[D]. 雍靓.青岛科技大学 2008
本文编号：3343492
【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】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４?Ｋｅｇｇｉｎ型多酸的结构图??
?第一章绪论???〇ｘ?／〇??＋?ｊ?ｑ／?＼〇?Ｌｅｗｉｓ?ａｃｉｄ?ｓｉｔｅ??ｒＴＴｉ??Ｂｒｏｎｅｓｔｅｄ?ａｃｉｄ?ｓｉｔｅ?ｕ?Ｊ＾Ｍ??ｏ?￣￣￣ｏ??Ｍ＝ｍｅｔａｌ?ｃａｔｉｏｎ??图１－５固体超强酸的强酸性来源机理示意图??Ｆｉｇ．?１－５?ｓｔｒｏｎｇ?ａｃｉｄ?ｓｏｕｒｃｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｓｏｌｉｄ?ｓｕｐｅｒ?ａｃｉｄ．??２０１０年，于兵川％］等人使用共沉淀法合成了复合型固体超强酸??Ｓ〇４２ＶＺｒ０２－Ｔｉ〇２，并探究了该催化剂用于合成ＴＢＣ的性能。控制投料比ｎ（ＣＡ）：??ｎ（ｎ－ＢｕＯＨ）＝?１：４．５－５，催化剂用量为物料总质量的１．５％－２．０％，反应温度控制??在１４０－１４５°Ｃ，３．５?ｈ，ＣＡ可达到９８．５％的转化率，重复使用５次转化率无明显下??降。??２０１０年，Ｘｕ［２５］等人使用十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴＡＢ）作为模板剂，在??共沉淀过程中调控Ｔｉ（ＯＨ）４和Ｚｒ（ＯＨ）４的孔道结构，合成了?Ｍ－Ｔｉ０２／Ｓ２０８２？和??Ｍ－Ｚｒ０２／Ｓ２０８２？固体超强酸催化剂，并和未使用ＣＴＡＢ调控的Ｔｉ０２／Ｓ２０８２？和??Ｚｒ０２／Ｓ２０８２？进行了催化反应活性对比。设置ｎ（ＣＡ）：?ｎ（ｎ－ＢｕＯＨ）?＝?１：?６，催化剂用??量为物料总质量的３％，反应在回流温度下进行３?ｈ，?Ｍ－Ｚｒ０２／Ｓ２０８２１崔化ＴＢＣ的??合成ＣＡ的转化率可达到９５．５３％，重复使用２次不低于９３％，而同条件下的??Ｚｒ０２／Ｓ２０８２？只能达到８３．２６％，且第一次重复使用时催化剂己基本失去活性。这??说明对于此类催化剂，由于活性位点不能自由解离，所以催化剂
?北京化工大学硕士学位论文???２０１２年，Ｗａｎｇ［３９］等人使用离子液体前驱体３－（３－磺酸根丙基）－卜乙烯基咪唑??内盐（ＶＭＰＳ）为单体合成了聚合物Ｐｏｌｙ（ＶＭＰＳ），再用Ｈ３ＰＷ１２〇４〇对其酸化，??合成了一种聚离子液体树脂Ｐｏｌｙ（ＶＭＰＳ）－ＰＷ，合成步骤如图１－６所示。该催化??剂适用于催化多种酸醇的酯化反应，以乙酸丁酯为例，催化剂重复使用５次没有??明显失活现象。在设定条件下催化合成ＴＢＣ可实现ＣＡ９８．３％的转化率，且不需??要额外添加带水剂。??ＳＯ，?ｓｃｙｉ??ＶＭＰＳ?ｐ０！ｙ（ＶＭＰＳ＞?Ｍｙ（ＶＭＰＳ?卜?ＰＷ??图１－６酸性聚离子液体Ｐｏｌｙ（ＶＭＰＳ）－ＰＷ的合成步骤和结构示意图??Ｆｉｇ．?１－６?ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｓｔｅｐｓ?ａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａｃｉｄｉｃ?ｐｏｌｙｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄ?Ｐｏｌｙ?（ＶＭＰＳ）－ＰＷ．??２０１９年，Ｚｈａｎｇｔ＃等人合成了一种对羟基苯磺酸的离子液体，并进一步通过??酚醛树脂的合成法将离子液体聚合为酸功能化类酚醛树脂ＰＩＬ－Ｓ，合成步骤与结??构如图１－７所示。该催化剂适用于多种酯化反应，通过外加环己烷作为带水剂，??设定反应物酸醇摩尔比为１：３．５，反应时间为３?ｈ，反应温度为１３０°Ｃ，催化剂为??反应物物料总质量的６％，该催化剂催化合成ＴＢＣ可达到９７．０％的产率。??Ｗ?Ｕ?＾＾＂?ｋ＾ｓｏＸ??ｃ－ｓ??Ｃｆｖｕｅｚｘ．－??卜荆ｖ－??ＩＬ－Ｓ?ＲＬ－Ｓ??图１－７酸性聚离子液体ＰＩＬ－Ｓ的合成步骤和结构示意图??Ｆｉｇ．?１－７?ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｓｔｅｐｓ?ａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒ
【参考文献】：
期刊论文
[1]锆掺杂Zr-MCM-41介孔分子筛制备及催化性能[J]. 艾江. 陶瓷. 2017(11)
[2]几种典型咪唑类离子液体的红外光谱研究[J]. 郑勇,郑永军,王梦媛,武卫明,王振. 广州化工. 2017(21)
[3]La添加对S2O82-/ZrO2-Al2O3固体超强酸催化剂性能的影响[J]. 马惠琴,王卫,马媛媛. 石河子大学学报(自然科学版). 2014(03)
[4]活性炭负载固体酸催化合成柠檬酸三丁酯[J]. 何林,杜广芬,高敬芝,王绪根,王卫,代斌. 化学研究与应用. 2013(12)
[5]三氟甲磺酸催化合成柠檬酸酯[J]. 周扬志,佘鹏伟,郭凯. 现代化工. 2012(05)
[6]磷钨杂多酸催化合成柠檬酸三丁酯[J]. 李洪超,齐平,张启俭. 辽宁化工. 2012(02)
[7]铈掺杂介孔分子筛MCM-41催化合成柠檬酸三丁酯[J]. 何锡凤,赵冰. 化工时刊. 2012(01)
[8]苄基磺酸MCM-41催化合成柠檬酸三丁酯[J]. 何锡凤,宋伟明. 化工时刊. 2011(08)
[9]苄基磺酸化MCM-41介孔分子筛的合成、表征及催化酯化性能[J]. 邓启刚,张哲,宋伟明. 精细化工. 2011(07)
[10]Preparation and characterization of spherical mesoporous ZrO2-Al2O3 composites with high thermal stability[J]. LI Yang,FENG JunTing & LI DianQing* State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering;Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029,China. Science China（Chemistry）. 2011(07)
硕士论文
[1]负载型硫酸锆催化合成柠檬酸三丁酯[D]. 杨红芹.大连理工大学 2010
[2]酸功能化离子液体催化合成柠檬酸酯及其工艺研究[D]. 雍靓.青岛科技大学 2008
本文编号：3343492
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3343492.html
最近更新
教材专著
