树脂载钯双功能催化剂的制备及其催化碳四烯烃临氢叠合反应

基于碳四烯烃叠合反应工艺,设计并制备了酸性树脂(KC110、Amberlyst35)载钯双功能催化剂,用于一步法催化1,3-丁二烯选择性加氢和异丁烯叠合反应。借助电子微区探针分析(EPMA)、N 2物理吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对其物化性质进行表征,并进一步考察了双功能催化剂在碳四烯烃临氢叠合反应过程中的催化性能。结果表明:0.10%Pd/KC110双功能催化剂负载的钯纳米颗粒主要分布在树脂大孔表层结构,平均粒径为3~10 nm,且树脂载体本身的酸性和孔结构保存完好;在反应温度为25℃、压力为1.4~1.6 MPa、质量空速为2.7 h-1、氢气/丁二烯摩尔比为1.5的条件下进行0.10%Pd/KC110催化碳四烯烃临氢叠合反应,1,3-丁二烯可以完全脱除,异丁烯转化率高于81.5%,叠合产物中碳八选择性为75.1%。

阳离子交换树脂催化合成乳酸甲酯动力学研究

工业化生产乳酸甲酯需要特定催化剂的动力学数据进行模拟计算.本文研究了在大孔阳离子交换树脂DA330的催化作用下,乳酸和甲醇生成乳酸甲酯的反应动力学.乳酸甲酯是一种重要的化工生产基础原料,多用来作为合成香料和农药的原料.随着化石能源紧缺和环保要求提高,具有可降解和可再生特性的乳酸甲酯及其高聚物的需求也在与日俱增.乳酸甲酯的连续化生产是提高乳酸甲酯产量的关键,具有广阔的研究前景.采用固体大孔阳离子交换树脂代替传统浓硫酸作为催化剂,需要对动力学方程进行重新测定.本文针对乳酸甲酯反应体系外扩散影响、内扩散影响、酯化反应动力学、水解反应动力学分别进行了实验.采用气相色谱对反应体系中的乳酸甲酯含量进行测定.研究发现内、外扩散在实验条件范围内对反应速率无明显影响:以酯化反应为例,搅拌转速达400 r/min以上时体系内催化剂颗粒悬浮程度达到峰值,外扩散不影响酯化反应速率;在催化剂颗粒悬浮程度达到峰值之后,催化剂粒径大小不影响酯化反应速率.反应温度在实验范围内对反应速率呈现显著的正相关影响,酯化和水解实验数据拟合均符合Quasi-Homogeneous模型,最终得到DA330催化条件下的反应动力学.

钴镍双金属磷化物的制备及OER性能研究

作为高效、持续、清洁的制氢方式之一,电化学水分解在很大程度上依赖于经济高效和稳定的电催化剂。通过搅拌浸泡将Co^(2+)和Ni^(2+)吸附在阳离子交换树脂上,随后通过高温煅烧,合成了一系列钴镍双金属磷化物NiCoP-x@C。实验表明,NiCoP-x@C为多孔结构,具有丰富的多孔纳米颗粒,对OER作出了主要贡献,此外,双金属掺杂和P含量的增加也促进了析氧反应的催化活性。对于OER,NiCoP-2B@C的过电位为366 mV,Tafel为52.09 mV·dec^(-1),为OER催化剂的设计和制备提供了一种新的策略。

用离子交换树脂催化水解醋酸甲酯的反应动力学研究

研究了在常压下、温度为３０８～３２８Ｋ的范围内，用阳离子交换树脂作催化剂的醋酸甲酯催化水解宏观反应动力学。建立了实验条件下的动力学模型。研究了反应温度、催化剂浓度、水酯比、催化剂装填方式及进料中含甲醇等因素对催化水解的影响。实验数据采用拟均相二级反应动力学模型进行回归，得出醋酸甲酯催化水解的正逆反应活化能为３５．５和２９．５ｋＪ／ｍｏｌ。与催化剂浓度关联的最终速率表达式为：ｋ＋＝（５．３９２７９×１０－１０Ｃ－２．０７２０５９×１０－８）ｅｘｐ（－４．２７０／Ｔ）ｋ－＝（５．９１０６６×１０－１０Ｃ－１．５１５４３×１０－８）ｅｘｐ（－３．４２８／Ｔ）

改进型无溶剂法工艺合成环氧大豆油的研究

以732#强酸性阳离子交换树脂为催化剂,采用改进型无溶剂法工艺合成环氧大豆油。优化工艺条件为:大豆油∶H2O2∶甲酸为1∶(0.60～0.65)∶(0.13～0.15)(W/W/W),催化剂用量3%～4%(以大豆油计),相转移稳定剂用量0.2%～0.3%(以大豆油计),反应温度65～70℃。所得产品色泽浅(<150),环氧值高(≥6.5%),热稳定性好(保留率>96%),产品质量达到或优于国优标准,催化剂可重复使用8次,再生容易,无腐蚀,环境污染小。

丁二酸催化酯化-吸附脱水联合工艺

以阳离子交换树脂NKC-9固体酸为催化剂、丁二酸和甲醇为原料,采用分子筛吸附脱水技术合成丁二酸二甲酯.考察了原料配比、催化剂用量和反应时间等因素对酯化反应的影响,通过实验得到了最佳酯化反应工艺条件:n甲醇/n丁二酸=3.0:1,NKC-9为3.5%(ω)、反应温度≤120℃、反应时间4h,在该条件下丁二酸的转化率达到98.86%.催化剂重复使用6次后,丁二酸的转化率仍可达到98.09%.利用红外光谱、色谱-质谱对产品进行分析,结果显示,产物中没有副产物,反应选择性很高.

改性阳离子交换树脂催化合成双酚F

筛选了可用于催化苯酚、甲醛缩合合成双酚F的阳离子交换树脂催化剂,研究了以负载AlCl3的大孔型低交联度阳离子交换树脂为催化剂催化合成双酚F的工艺条件。结果表明,苯酚与甲醛的物质的量比为5/1,75℃反应2.5h,双酚F的收率可达80%以上,催化剂可以重复使用。

催化精馏合成乙酸丁酯的工艺研究

以乙酸和丁醇为原料,阳离子交换树脂为催化剂,采用固定床反应器和催化精馏塔对乙酸丁酯的合成工艺进行研究。以捆扎包的方式装填催化剂,研究了进料位置、空速、回流进料比和醇酸比等对乙酸丁酯收率和塔釜产品乙酸丁酯含量的影响,获得了合适的工艺条件为醇酸反应液经固定床预反应后从反应段上部进料,体积空速0.235 h^(-1),回流进料比0.6,醇酸物质的量之比1:1。在该工艺条件下,丁醇转化率为99.46%,乙酸丁酯收率为97.58%,塔釜乙酸丁酯的浓度为98.75%。考察进料乙酸浓度对该工艺的影响,结果表明乙酸浓度在90%～99%,丁醇的转化率、乙酸丁酯产品收率及产品纯度受乙酸浓度的影响很小。

醋酸甲酯合成的非均相反应动力学

以Amberlyst15强酸性阳离子交换树脂为催化剂,在间歇搅拌反应器中测定了甲醇与醋酸反应体系在不同温度(323.15～348.15 K)和催化剂浓度(23～59 g/L)下的拟均相反应动力学实验。实验结果表明,甲醇与醋酸酯化反应合成醋酸甲酯的反应为二级可逆反应;根据实验数据拟合得到动力学参数,平衡常数为K=20.09exp(1 603/T),正逆反应速率常数分别为k+=1.463×104exp(-53 160/RT)、k-=1.124×105exp(-63 740/RT);正负反应活化能分别为53.16,63.74 kJ/mol;在实验范围内,随反应温度的升高,反应速率增大,反应温度和反应速率二者关系符合Arrhenius方程。

催化精馏合成醋酸甲酯的研究

以强酸型阳离子交换树脂为催化剂,在直径为40 mm的填料塔内对催化精馏合成醋酸甲酯进行了研究。实验塔的三段填料高度分别为810、270、450 mm,填料段之间放置直径为60 mm、高度为175 mm的2节催化剂床层,并在塔釜放置催化剂。采用连续操作,着重考察了醇酸进料摩尔比、醋酸进料位置、甲醇进料位置和回流比对催化精馏合成醋酸甲酯的影响。在选定实验条件下,塔顶醋酸甲酯的质量分数可达到98.43%,醋酸的转化率达到99.13%。

固体酸催化剂反应精馏法合成乙酸正丙酯的研究

研究了以阳离子交换树脂作为催化剂进行反应精馏合成乙酸正丙酯,分别考察了不同回流比、酸醇摩尔比以及不同固体酸催化剂类型对酯化反应的影响,并结合工艺条件进行催化剂的筛选,确定反应的较佳工艺条件。实验结果表明,回流比为1∶2,酸醇摩尔比为1∶2,乙酸正丙酯的收率为51.49%。

阳离子交换树脂催化乙酸正丁酯的合成研究

对用阳离子交换树脂作为催化剂制备乙酸正丁酯进行了探索性研究,探讨了催化剂的处理方式,以及催化剂的用量、酸醇比、反应时间对酯化反应的影响。结果表明,催化剂用量为醋酸的40%,酸醇摩尔比为1:1.1,反应时间为1.5h,酸的转化率达89%,产品符合国家标准要求,并且催化剂可重复使用,对环境无污染。

双酚A催化剂技术进展

概述了用于合成双酚A的阳离子交换树脂催化剂的研究与发展过程 ,重点介绍了巯基改性的阳离子交换树脂催化剂。对离子交换树脂和巯基化剂的结构、改性的方式及其对催化性能的影响进行了评述。

阳离子交换树脂催化合成乙酸正丁酯的动力学

在间歇反应釜中，以A-36阳离子交换树脂作催化剂，考察了搅拌速率、催化剂粒径、温度、催化剂浓度和酸醇比对乙酸正丁酯合成的影响，并采用LHHW动力学模型对实验数据进行处理。结果表明，表面反应为乙酸和正丁醇酯化反应的控制步骤，其反应焓为-1．838×10^4／mol，正反应与逆反应的活化能分别为5．283×10^4J／mol和3．929×10^4J／mol，指前因子分别为1．015×10^4mol／（g·s）和3．148mol／（g·s）。

乙酸甲酯非均相水解动力学的研究

在搅拌釜式间歇反应器中研究了在G－26H型阳离子交换树脂催化下的乙酸甲酯非均相水解反应动力学。实验测定了搅拌速度、催化剂粒径、反应温度、催化剂用量对反应速率的影响，检验了催化剂的重复使用性，获得了乙酸甲酯水解的反应速率方程。

离子交换树脂法合成双酚A的催化剂稳定性研究

研究了合成双酚A的巯基烷基胺改性离子交换树脂催化剂失活的原因;在金属离子、甲醇和空气存在的条件下,磺酸基与金属离子络合、巯基与甲醇醚化、被空气氧化,使催化活性逐渐降低。结果表明强酸性阳离子交换树脂的结构对催化剂的稳定性影响较大,低交联度、大孔型树脂具有较好的催化活性和稳定性。

阳离子交换树脂催化合成丙烯酸丁酯

从 6种常见的强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂中选择了催化活性最高的D0 0 1cc树脂作为酯化合成丙烯酸丁酯的催化剂 ,得到了适宜的反应条件为 :醇酸摩尔比 1.2∶1,每摩尔丙烯酸的催化剂用量 2 0 g树脂 ,每摩尔丙烯酸的带水剂 (环己烷 )用量 6 6 .7mL ,反应温度 10 1～ 10 5℃ ,反应时间 3h ,丙烯酸的酯化率 >97%。该树脂催化剂具有优良的重复使用性。利用气相色谱 质谱联用仪分析产物 ,结果表明 ,该阳离子交换树脂具有与浓硫酸相当的催化效果。

强酸性阳离子交换树脂催化合成丁二酸二丁酯

用强酸性阳离子交换树脂催化丁二酸和正丁醇的酯化反应 ,合成了丁二酸二丁酯。研究了影响反应的因素和催化剂的重复使用性能 ,在丁二酸 2 5mmol,正丁醇 2 0 0mmol和催化剂 1 .5g,回流分水 1 2 0min的反应条件下 ,酯化率达 95 .7%。催化剂套用 5次 ,其活性未发生明显变化。

松节油合成高纯度α-松油醇的研究

研究了以大孔阳离子交换树脂作为催化剂的松节油一步法水合反应。通过控制松节油、有机溶剂(乙酸乙酯或异丙醇)和水的配比,调节反应体系始终处于均匀的液相状态,这样即可以达到选择性抑制副产物γ-松油醇的生成,从而实现合成高纯度α-松油醇的目的。催化剂的质量为松节油质量的5%~10%,反应时间为6~10 h,所得α-松油醇反应液中γ-松油醇质量分数不大于1.5%,精制后α-松油醇质量分数可达92.0%以上。

强酸性阳离子交换树脂催化合成乙酸异辛酯动力学

以Amerlyst 15强酸性阳离子交换树脂为催化剂,在间歇搅拌釜式反应器中对乙酸与异辛醇酯化合成乙酸异辛酯的反应过程进行了研究。考察了搅拌转速、催化剂粒径、反应温度、催化剂用量及酸醇摩尔比对酯化反应速率的影响;在消除内外扩散影响的条件下,进行了本征反应动力学实验。在343.15～363.15K范围内,采用拟均相动力学模型对实验数据进行关联,得到正逆反应速率常数的指数前因子分别为5061,12.78L/(mol·g·min),正逆反应的活化能分别为54.43,37.68kJ/mol。