基于乳酸缩合制2,3-戊二酮反应的催化剂及工艺研究

发布时间：2023-04-09 19:19

　　由于生产乳酸的原料来源广泛、成本低廉,其下游产品种类丰富。因此利用生物基乳酸合成一系列高附加值的化学品,将是一条替代传统化石能源路线的理想选择。对乳酸下游产品的开发与利用,不仅对生物资源进行有效利用,同时也有着重要的学术意义和应用价值。因此,本论文从基于乳酸缩合制2,3-戊二酮反应的催化剂及工艺研究,根据乳酸缩合反应的特点—酸碱协同催化,设计并制备出一系列高效稳定的催化剂。论文首先制备了介孔—大孔TiPO载体负载碱金属硝酸盐催化剂。通过改变TiPO载体的比表面积、载体的晶型从而改变其负载效果,对负载后的催化剂通过改变碱金属离子(Na、K、Rb、Cs)和负载量调控表面酸碱性。通过探究发现,表面酸碱基对乳酸缩合反应的活性位点是必需的,这种碱基可以通过不同的负载量来调节,其中Lewis酸性中心起着重要的作用。该催化剂具有较好的多孔结构,有利于乳酸的快速向活性中心扩散。产物由于传质阻力相对较低,可迅速离开活性部位。因此,该催化剂具有良好的活性以及较高的稳定性。其次,制备了具有层状结构的AlPO载体和钙钛矿BaTiO载体负载碱金属硝酸盐催化剂。分别对载体的制备方法以及负载物进行了探究,旨在于筛选...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 前言
    1.1 课题的背景和意义
        1.1.1 课题的背景
        1.1.2 课题目的和意义
        1.1.3 课题的来源
    1.2 生物质路线和绿色化学
    1.3 2 ,3-戊二酮的应用前景和合成工艺
        1.3.1 2 ,3-戊二酮的应用前景
        1.3.2 2 ,3-戊二酮的合成工艺
    1.4 乳酸及其应用前景
    1.5 乳酸缩合制备2,3-戊二酮的机理
    1.6 乳酸制备2,3-戊二酮研究现状
    1.7 本文主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂与仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 催化剂制备方法
        2.2.2 催化剂的表征方法
        2.2.3 催化剂评价方法
        2.2.4 产品的分析检测方法
第3章 介孔-大孔TiPO负载KNO₃催化乳酸缩合制备2,3-戊二酮
    3.1 引言
    3.2 催化剂的制备
        3.3.1 载体表面活性剂对反应活性的影响
        3.3.2 载体煅烧温度对反应活性的影响
        3.3.3 载体煅烧时间对反应活性的影响
    3.4 负载碱金属硝酸盐反应活性的影响
        3.4.1 碱金属硝酸盐对反应活性的影响
        3.4.2 KNO₃ 负载量对反应活性的影响
    3.5 催化剂的表征
        3.5.1 样品的织构属性和扫描电镜
        3.5.2 X射线粉末衍射
        3.5.3 傅里叶红外FT-IR
        3.5.4 热重分析
        3.5.5 样品表面的酸碱性
    3.6 工艺条件的优化
        3.6.1 反应温度对活性的影响
        3.6.2 乳酸浓度对活性的影响
        3.6.3 乳酸进料速度对活性的影响
        3.6.4 催化剂的稳定性
    3.7 机理推测
    3.8 本章小结
第4章 层状AlPO负载CsNO₃催化乳酸缩合制备2,3-戊二酮
    4.1 引言
    4.2 催化剂的制备方法
    4.3 载体对反应活性的影响
        4.3.1 载体Al/P比对反应活性的影响
        4.3.2 载体水热温度对活性的影响
        4.3.3 载体煅烧温度对活性的影响
    4.4 负载碱金属硝酸盐后对活性的影响
        4.4.1 碱金属硝酸盐对反应活性的影响
        4.4.2 负载量对反应活性的影响
    4.5 催化剂的表征
        4.5.1 样品的织构属性和扫描电镜
        4.5.2 X射线粉末衍射
        4.5.3 傅里叶红外FT-IR
        4.5.4 热重分析
        4.5.5 样品的酸碱性
    4.6 工艺条件的优化
        4.6.1 反应温度对活性的影响
        4.6.2 乳酸浓度对活性的影响
        4.6.3 乳酸进料速率对活性的影响
        4.6.4 催化剂的稳定性
    4.7 本章小结
第5章 钙钛矿BaTiO负载KNO₃催化乳酸缩合制备2,3-戊二酮
    5.1 引言
    5.2 催化剂的制备方法
    5.3 载体对活性的影响
        5.3.1 Ti/Ba比对活性的影响
        5.3.2 煅烧温度对活性的影响
        5.3.3 其它碱土金属钙钛矿的探究
    5.4 负载碱金属硝酸盐后对活性的影响
        5.4.1 碱金属硝酸盐对活性的影响
        5.4.2 负载量对活性的影响
    5.5 催化剂的表征
        5.5.1 样品的织构属性和扫描电镜
        5.5.2 样品的X射线粉末衍射
        5.5.3 样品的傅里叶红外FT-IR
        5.5.4 热重分析
        5.5.5 样品表面的酸碱性
    5.6 工艺条件的优化
        5.6.1 反应温度对活性的影响
        5.6.2 乳酸进料速度对活性的影响
        5.6.3 乳酸浓度对活性的影响
        5.6.4 催化剂的稳定性
    5.7 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的科研情况



本文编号：3787587