固体酸催化甘油酯化制乙酸甘油酯研究

发布时间：2017-08-13 00:02

  本文关键词：固体酸催化甘油酯化制乙酸甘油酯研究

  更多相关文章： 甘油 乙酸 酯化 二乙酸甘油酯 固体酸催化

【摘要】：随着化石能源的日益减少,发展可再生能源日益受到重视。生物柴油作为一种可再生清洁能源,主要是由动植物油脂与甲醇或乙醇在酸或碱性条件下通过酯交换反应制备。在生物柴油的生产过程中会造成大量的甘油积累,将甘油转化为高附加值化学品有利于提高生物柴油产业的综合效益。甘油酯化制乙酸甘油酯是甘油利用的重要途径之一。乙酸甘油酯,尤其是二乙酸甘油酯具有重要用途。因此,研究甘油酯化制乙酸甘油酯(尤其是二乙酸甘油酯)具有重要的科学意义和应用前景。论文研究了SBA-15分子筛负载磷钨杂多酸催化甘油酯化制乙酸甘油酯的方法。设计合成了不同负载量的H_3PW_(12)O_40/SBA-15催化剂,通过IR、XRD、BET、NH3-TPD等手段对催化剂进行了表征分析。研究了反应温度、催化剂用量、乙酸甘油摩尔比、反应时间等因素对反应的影响。发现H_3PW_(12)O_(40)负载量对催化活性影响较大,H3PW12O_40负载量为30 wt%时催化效果较好。优化条件下甘油转化率可达95.8%,二乙酸甘油酯选择性达53.2%,单乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯选择性分别为36.2%和10.6%。研究了Bi_2O_3、Sb_2O_3、SnO_2、TiO_2、Nb2O_5、Sb2O_5金属氧化物催化甘油酯化制乙酸甘油酯的效果,发现Sb2O_5催化效果最好。优化条件下甘油的转化率达到了96.8%,二乙酸甘油酯的选择性达54.2%,单乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯选择性分别为33.2%和12.6%。通过吡啶吸收红外技术对上述金属氧化物催化剂进行了表征,结果表明只有Sb_2O_5具有较强的Br?nsted酸性,这可能是Sb2O_5对甘油酯化反应具有较好催化效果的原因。催化剂循环使用测试表明,Sb_2O_5使用六次后,催化活性以及二乙酸甘油酯选择性无明显下降。
【关键词】：甘油 乙酸 酯化 二乙酸甘油酯 固体酸催化
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ511.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 引言10-11
• 1.2 甘油综合利用11-13
• 1.2.1 甘油氧化11-12
• 1.2.2 甘油加氢裂解12
• 1.2.3 甘油脱水12
• 1.2.4 甘油醚化12-13
• 1.2.5 甘油氯化13
• 1.2.6 甘油酯化13
• 1.3 乙酸甘油酯合成研究进展13-15
• 1.3.1 液体酸催化甘油与乙酸酯化14
• 1.3.2 固体酸催化甘油与乙酸酯化14-15
• 1.4 本课题研究意义及主要内容15-16
• 第二章 实验部分16-22
• 2.1 实验试剂和仪器16-17
• 2.1.1 实验试剂16-17
• 2.1.2 实验仪器17
• 2.2 催化剂制备17-18
• 2.2.1 五氧化二锑制备17
• 2.2.2 SBA-15负载磷钨杂多酸制备17-18
• 2.3 催化剂表征18-19
• 2.3.1 XRD分析18
• 2.3.2 BET分析18
• 2.3.3 SEM分析18-19
• 2.3.4 Py-IR分析19
• 2.3.5 TG/DTG分析19
• 2.3.6 NH_3-TPD分析19
• 2.3.7 FT-IR分析19
• 2.4 产物分析方法19-22
• 2.4.1 定性分析方法19-20
• 2.4.2 定量分析方法20-22
• 第三章 H_3PW_(12)O_(40)/SBA-15制备及其催化甘油酯化研究22-36
• 3.1 引言22
• 3.2 实验部分22-23
• 3.3 结果与讨论23-33
• 3.3.1 催化剂表征26-30
• 3.3.1.1 FT-IR分析26-27
• 3.3.1.2 XRD分析27-28
• 3.3.1.3 N_2等温吸附-脱附分析28-29
• 3.3.1.4 NH_3-TPD分析29-30
• 3.3.2 反应条件对甘油酯化的影响30-33
• 3.3.2.1 H_3PW_(12)O_(40)负载量影响30
• 3.3.2.2 反应温度影响30-31
• 3.3.2.3 乙酸/甘油摩尔比影响31-32
• 3.3.2.4 催化剂用量影响32
• 3.3.2.5 反应时间影响32-33
• 3.4 催化剂的循环使用33-34
• 3.5 小结34-36
• 第四章 五氧化二锑催化甘油酯化反应研究36-46
• 4.1 引言36
• 4.2 实验部分36
• 4.3 结果与讨论36-44
• 4.3.1 催化剂筛选36-37
• 4.3.2 催化剂表征37-41
• 4.3.2.1 Py-IR分析37-38
• 4.3.2.2 BET分析38-39
• 4.3.2.3 SEM分析39-40
• 4.3.2.4 XRD分析40
• 4.3.2.5 TG-DTG分析40-41
• 4.2.3.6 FT-IR分析41
• 4.3.3 反应条件对甘油酯化的影响41-44
• 4.3.3.1 反应温度影响41-42
• 4.3.3.2 催化剂用量影响42-43
• 4.3.3.3 乙酸/甘油摩尔比影响43
• 4.3.3.4 反应时间影响43-44
• 4.4 催化剂的循环使用44-45
• 4.5 小结45-46
• 第五章 结论46-48
• 参考文献48-56
• 攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果56-58
• 致谢58-59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 蔡嘉莹;马红;张俊杰;杜中田;黄义争;高进;徐杰;;温和条件下Au/HY催化剂催化氧化丙三醇制丙醇二酸[J];催化学报;2014年10期

2 马继平;于维强;王敏;贾秀全;路芳;徐杰;;催化选择转化多羟基化合物制备高附加值化学品研究进展(英文)[J];催化学报;2013年03期

3 郭爽;李金丽;王家喜;;尿素与甘油反应制甘油碳酸酯的绿色合成工艺[J];化工进展;2012年03期

4 ;Synthesis of glycerin triacetate over molding zirconia-loaded sulfuric acid catalyst[J];Journal of Natural Gas Chemistry;2012年01期

5 梁丹;崔世玉;高静;王军华;陈平;侯昭胤;;常压下Pt-Bi双金属催化剂上甘油选择性氧化(英文)[J];催化学报;2011年12期

6 赵静;于维强;李德财;马红;高进;徐杰;;常压两步法催化丙三醇脱水-加氢制备1,2-丙二醇[J];催化学报;2010年02期

，

本文编号：664315