過氧化甲乙酮（MEKP）主要用于不飽和樹脂的常溫固化,同時也作為有機(jī)合成的引發(fā)劑、漂白劑、殺菌劑。過氧化甲乙酮工業(yè)生產(chǎn)是由雙氧水（H₂O₂）氧化甲乙酮（MEK）,再經(jīng)中和、分離、脫水、過濾而得成品。傳統(tǒng)工藝使用硫酸作為催化劑,不僅對設(shè)備造成腐蝕,還會產(chǎn)生廢酸,后續(xù)處理工藝繁瑣,非均相合成法制備過氧化甲乙酮具有很強(qiáng)的現(xiàn)實意義。本論文以HZSM-5分子篩、鋯（鈦）改性HZSM-5分子篩和有機(jī)框架材料UiO-66做催化劑合成過氧化甲乙酮。主要工作內(nèi)容如下:1.采用水熱法制備不同硅鋁比的HZSM-5分子篩,探究硅鋁比對過氧化氫氧化甲乙酮合成過氧化甲乙酮的影響,并通過XRD、FT-IR、SEM、EDS、XPS、BET等方法對HZSM-5進(jìn)行了表征。實驗結(jié)果表明:硅鋁比對合成有明顯影響,最優(yōu)硅鋁比為200,反應(yīng)時間80 min,反應(yīng)溫度36℃,過氧化氫與甲乙酮的物質(zhì)的量之比為1.5,HZSM-5分子篩與丁酮的質(zhì)量比為0.068時,MEKP的收率為60.07%,活性氧含量為9.14%。催化劑的循環(huán)實驗表明HZSM-5具有較高的穩(wěn)定性,質(zhì)譜測試表明,主要產(chǎn)物... 

【文章來源】：西北師范大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

ZSM-5的三維孔道結(jié)構(gòu)圖

第2章HZSM-5分子篩催化合成過氧化甲乙酮28圖2-11不同質(zhì)核比的離子流圖Figure2-11Ioncurrentdiagramswithdifferentmass-to-chargeratios通過使用質(zhì)譜檢測分析產(chǎn)物，產(chǎn)物的離子流圖見圖2-11。測試在負(fù)離子模式下進(jìn)行。由離子流圖可以確定，以HZSM-5為催化劑，以雙氧水和甲乙酮為原料，HZSM-5為催化劑能成功制備出甲乙酮過氧化物。在反應(yīng)產(chǎn)物中檢測到m/z=107.076，m/z=123.044，m/z=179.106，m/z=195.122，m/z=211.096五種化合物存在，其所對應(yīng)的化合物及結(jié)構(gòu)式見表2-4。表2-4不同質(zhì)荷比的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)Table2-4Productstructurewithdifferentmasschargeratiom/z名稱結(jié)構(gòu)式107.0762-氫過氧丁烷-2-醇123.0442,2-二氫過氧丁烷179.1062,2"-過氧化雙(丁-2-醇)195.1222-[(2-氫過氧丁烷-2-基)過氧]丁烷-2-醇211.096過氧化甲乙酮從產(chǎn)物結(jié)構(gòu)來看，生成的甲乙酮過氧化物主要是過氧化甲乙酮及其分子量較小的中間化合物，沒有檢測出過氧化甲乙酮的聚合物存在。出現(xiàn)這種情況，推測是HZSM-5分子篩的催化環(huán)境溫和，產(chǎn)物不會過度氧化；同時與催化劑的擇型性密切相關(guān)，分子篩孔道更有利于小分子化合物通過，不利于大分子化合物通過及

第4章金屬有機(jī)框架材料UiO-66催化合成過氧化甲乙酮46圖4-2是UiO-66的紅外譜圖。在1662cm-1處的特征峰為羧基中碳氧雙鍵C-O的震動吸收，1584cm-1和1388cm-1處為COO-的伸縮振動而引起的吸收峰，由此可知，UiO-66中含有的對苯二甲酸上的羧基，在746cm-1中出現(xiàn)的吸收峰與Zr-(μ3)-O鍵一致，說明UiO-66中含有鋯離子，且通過μ3-O與對苯二甲酸橋聯(lián)配位，從而形成UiO-66的四/八面體次級結(jié)構(gòu)單元。4.3.1.3掃描電鏡(SEM)分析圖4-3為UiO-66的SEM譜圖，與文獻(xiàn)[110]報道的UiO-66形貌一致，催化劑晶體尺寸較小且均勻，呈現(xiàn)相互交生型形貌特征。圖4-3UiO-66的SEM譜圖Figure4-3SEMmicroscopyimagesofUiO-664.3.1.4熱重―差示掃描量熱法(TG-DSC)分析圖4-4(a)是UiO-66樣品的TG-DSC圖。Shearer[111]的團(tuán)隊首先提出了使用TG來表征研究UiO-66樣品中有機(jī)配體的缺失數(shù)量方法。完美晶型的UiO-66的化學(xué)分子式為Zr6O6(C8H4O4)6，是熱重最終產(chǎn)物6ZrO2分子量的2.2倍。當(dāng)UiO-66中有配體缺失的缺陷位時，分子式為Zr6O6+x(C8H4O6)6-x(x為缺陷位的數(shù)量)，300-550℃區(qū)間內(nèi)的失重是有機(jī)配體的分解所致，最終形成ZrO2固體產(chǎn)物。根據(jù)此理論結(jié)合TG圖計算UiO-66的有機(jī)配體缺失數(shù)量為1.47。在TG曲線中可以觀察到三個重量損失過程：(1)吸附物揮發(fā)，在25-100℃這一階段主要吸附物為H2O，水的揮發(fā)伴隨著DSC曲線的吸熱峰；(2)去除單羧酸配體和Zr6基膠的脫羥基化[112]幾乎同時發(fā)生在200-350℃；(3)框架分解，發(fā)生在350-540℃，DSC曲線表示并伴隨著非常強(qiáng)烈的放熱峰。由于在UiO-66晶體結(jié)構(gòu)中，由有機(jī)配體缺失而暴露出來的Zr金屬或金屬簇，在酸性催化反應(yīng)中可以起到Lewis酸的作用，因此增加有機(jī)配體缺失數(shù)量可以增加酸性位點。


本文編號：3321380