錫修飾SBA-15、MCM-41催化劑的制備及催化順酐酯化.pdf

1、馬來酸二丁酯(DBM)是工業(yè)上常用的有機合成中間體,多用硫酸催化順酐與正丁醇的酯化反應(yīng)制得,但硫酸對設(shè)備腐蝕嚴重,副產(chǎn)物多,污染嚴重。為了符合環(huán)境友好的要求,固體酸成為當(dāng)前重要的研究方向。
　　以錫元素為核心的錫系固體酸是一類新型固體酸催化劑,主要有負載四氯化錫催化劑、硫酸促進型的氧化錫超強酸、錫修飾分子篩催化劑等。錫與硅屬于同一族元素,將錫摻入氧化硅分子篩骨架中更易形成酸性位密度高、穩(wěn)定的固體酸,獲得高活性的錫修飾分子篩催化劑,

2、因而將錫修飾分子篩用于DBM的合成是有重要應(yīng)用價值與理論研究意義的工作。
　　本研究分別采用“嫁接法”和“一步合成法”制備了Sn修飾的分子篩SnClx-SBA-15、SnClx-MCM-41、Sn-SBA-15和Sn-MCM-41,研究了其對順酐與正丁醇酯化合成DBM的催化性能以及制備方法對催化劑性能的影響;并考察了催化劑的抗水性能和使用壽命。通過X射線衍射(XRD)、N2物理吸附(BET)、傅里葉紅外(FTIR)、紫外-可見漫反

3、射(DRUV-vis)等技術(shù)對其結(jié)構(gòu)特征進行了表征。主要研究結(jié)果如下:
　　1)采用嫁接法制備的負載型催化劑SnClx-SBA-15在nSn/nSi=1:10時,催化效果最好。其催化效果優(yōu)于前期制備的SiO2氣凝膠負載的四氯化錫催化劑,酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率及選擇性均有所提高。表征結(jié)果表明SnClx-SBA-15與SnClx-MCM-41具有比SiO2氣凝膠更大的比表面積、孔容與孔徑,更有利于反應(yīng)物分子進入分子篩孔道與活性組分接觸

4、,從而促進酯化反應(yīng)的高效進行。然而,通常負載型催化劑的活性組分是固載在分子篩骨架表面及孔隙內(nèi),活性組分易流失。
　　2)采用一步合成法制備的Sn-SBA-15催化效果優(yōu)于Sn-MCM-41,且比SnClx-SBA-15使用壽命長,重復(fù)使用10次后仍具有一定的催化活性。表征結(jié)果表明:Sn成功進入了分子篩骨架內(nèi),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,且Sn-SBA-15相比Sn-MCM-41具有較大的比表面積、孔容和孔徑,同時酸性表征表明,Sn-SBA-15的中