改性凹凸棒土固載磷鎢酸(鹽)及其催化酯化研究.pdf

1、獨創(chuàng)性聲明l857C63本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含本人為獲得江南大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。關(guān)于論文使用授權(quán)的說明6月／7日f本學(xué)位論文作者完全了解江南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定：江南大學(xué)有

2、權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文，并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定。簽名：越亟霞導(dǎo)師簽名：日期：訕卜摘要摘要酸催化劑是酯化反應(yīng)常用催化劑，目前仍有許多反應(yīng)過程采用液體礦物酸為催化劑，這就存在著腐蝕設(shè)備、副產(chǎn)物多、后處理復(fù)雜和污染環(huán)境等一系列問題

3、。開發(fā)環(huán)境友好型酸催化劑日益受到重視。本論文以凹凸棒土為原料，研究制備磷鎢酸(H3Pwl2040，HPW)或其銫鹽的載體材料一改性凹凸棒土。采用FTIR、)(1≈D、TG～SDTA、N2吸附脫附、XPS、FESEMEDS和TEM等表征方法，比較凹凸棒土改性和固載HPW前后的結(jié)構(gòu)變化，研究其改性和固載機理，并以酯化反應(yīng)為催化反應(yīng)模型研究固載HPw的催化活性。凹凸棒土的酸處理研究發(fā)現(xiàn)，酸處理凹凸棒土的活性度越大，經(jīng)Y氨丙基三乙氧基硅烷(KH

4、550)改性后含氮量越高。此外，酸處理的凹凸棒土含有豐富的吸附水、結(jié)合水、結(jié)構(gòu)水和結(jié)構(gòu)羥基。在無水甲苯回流體系中進行偶聯(lián)劑KH550的有機改性，KH550的乙氧基團能夠與凹凸棒土的羥基在凹凸棒土結(jié)構(gòu)內(nèi)水分子的催化作用下直接縮合，實現(xiàn)有效改性，并形成均勻的改性層。用硅烷偶聯(lián)劑KH792和KH550分別對凹凸棒土有機改性(記作I訊792Pa和lm550Pa)。它們對HPW溶液的吸附過程的研究表明：單層氨基的數(shù)目決定HPw的吸附量；在相同吸附

5、條件下，KH792Pa和KH550Pa對HPw的平衡吸附量分別達到189mg91和175mg91；對HPW的吸附過程符合擬一級動力學(xué)方程，化學(xué)吸附是吸附過程的速率控制步驟，在吸附過程的前5lIlin，KH792Pa和KH550Pa對HPW的吸附率都超過80％；在所研究溫度下吸附等溫線均滿足Langmuir方程。對吸附HPW后固體(分別記作HPW／lH792Pa和HPW依H550Pa)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)進行表征，F(xiàn)TIR和Ⅺ，S的結(jié)果顯示HPW陰

6、離子與載體的氨基形成強的離子對，有效地固載在KH792Pa和KH550Pa表面；)am的圖譜沒有觀察到HPW的特征衍射峰，說明HPW是均勻分散的，與L觚礎(chǔ)方程的假設(shè)相一致；以DRIFT和NH3TPD表征酸性質(zhì)的結(jié)果表明HPW／KH792Pa和HPW／l(H550—Pa仍舊保持強的Bronsted酸性和總酸性。以KH792一Pa為載體，通過浸漬方法制備不同HPw量的固載催化劑(HPW／KH792Pa)?；罨瘻囟扔绊懘呋瘎┑乃嵝浴Ｔ邗セ铣?/p>

7、乙酸丁酯的反應(yīng)中，活化溫度在160℃時，催化劑活性最強。固載催化劑的催化活性隨固載量的增加而增大，在重復(fù)使用過程中，20％HPw／KH792Pa的催化活性最穩(wěn)定，重復(fù)使用6次，丁醇的轉(zhuǎn)化率仍在60％左右。催化乙酸丁酯的反應(yīng)符合Eley硒deal機理，丁醇在20％HPW瓜H792Pa活性位點上的吸附過程是整個反應(yīng)過程的速率控制步驟，反應(yīng)速率與丁醇濃度在動力學(xué)上符合擬一級動力學(xué)方程。同樣在油酸甲酯的合成反應(yīng)中，20％HPw／KH792Pa仍