合成聚甲醛二甲醚的催化剂研究

发布时间：2023-05-13 23:36

　　聚甲醛二甲醚,简称PODEn,是具有广阔应用前景的环保型柴油添加剂。聚甲醛二甲醚(其中n=2-6)具有很高的含氧量和十六烷值,与柴油具有很好的互溶性,能够在不对柴油发动机结构进行改造的情况下,提高燃油的燃烧效率,减少机动车尾气固体颗粒物以及COx, NOx的排放量。本文采用甲缩醛和多聚甲醛为原料,对合成聚甲醛二甲醚的催化剂进行了筛选,优化了反应工艺条件,并对优选的固体酸催化剂进行了改性研究。实验结果表明,天原产C型阳离子交换树脂是合成聚甲醛二甲醚反应的良好的催化剂。在如下优化的反应条件：mDMM:mPOM=2,搅拌速度为200rpm,反应温度为115℃,反应时间为4h,反应压力为0.5MPa(自生压),催化剂使用量为投料量的3wt%,多聚甲醛转化率为84.5%, PODE2-6收率达到56.4%,PODE2-6的选择性为87.8%。该催化剂连续使用5次,多聚甲醛转化率为81.2%,PODE2-6收率为54.5%,PODE2-6选择性为85.8%,催化剂连续使用7次后体积增加了15.6%,表现出很好的稳定性。对天原产C型阳离子交换树脂进行改性研究,以AlCl3作为改性金属卤化物,无水乙醇...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 前言
    1.1 柴油添加剂的研究状况
        1.1.1 醇类
        1.1.2 酯类
        1.1.3 醚类
    1.2 聚甲醛二甲醚国内外研究状况
        1.2.1 PODE的合成方法
        1.2.2 PODE合成催化剂
        1.2.3 典型的合成工艺
    1.3 阳离子交换树脂改性研究状况
        1.3.1 金属卤化物
        1.3.2 碱土金属
        1.3.3 其它方法
    1.4 本文的研究意义和主要内容
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂和催化剂
    2.2 固体催化剂的预处理
        2.2.1 阳离子交换树脂的预处理
        2.2.2 分子筛的预处理
    2.3 固体催化剂的表征方法
        2.3.1 吡啶吸附红外光谱(Py-IR)
        2.3.2 热重分析(TG/DTA)
        2.3.3 氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)
    2.4 阳离子树脂交换容量的测定
        2.4.1 实验试剂和仪器
        2.4.2 实验步骤
        2.4.3 阳离子树脂交换容量的计算
    2.5 聚甲醛二甲醚的合成
    2.6 分析和计算方法
        2.6.1 定性分析
        2.6.2 定量分析
        2.6.3 计算方法
    2.7 阳离子交换树脂的改性
        2.7.1 实验试剂和仪器
        2.7.2 实验步骤
第3章 实验结果与讨论
    3.1 合成聚甲醛二甲醚反应原料的筛选
        3.1.1 三聚甲醛为原料
        3.1.2 多聚甲醛为原料
    3.2 合成聚甲醛二甲醚反应催化剂的研究
        3.2.1 液体酸催化剂
        3.2.2 固体酸催化剂
    3.3 合成聚甲醛二甲醚工艺条件的优化
        3.3.1 原料配比对反应的影响
        3.3.2 反应温度的影响
        3.3.3 搅拌速度的影响
        3.3.4 反应时间的影响
        3.3.5 催化剂用量的影响
        3.3.6 压力对反应的影响
        3.3.7 催化剂的使用寿命
        3.3.8 催化剂的溶胀性
    3.4 阳离子交换树脂的改性
        3.4.1 金属卤化物的选择
        3.4.2 改性溶剂的影响
        3.4.3 AlCl₃浓度的影响
        3.4.4 改性温度的影响
        3.4.5 改性时间的影响
        3.4.6 改性树脂的稳定性
    3.5 改性阳离子交换树脂的表征
        3.5.1 热重分析(TG/DTA)
        3.5.2 红外光谱分析
        3.5.3 酸强度的变化
第4章 结论
参考文献
致谢



本文编号：3816751