烷基化汽油清潔、無污染,是商品汽油的優(yōu)良調(diào)和組分。但現(xiàn)有制備烷基化汽油的工藝中使用的催化劑均為濃硫酸或氫氟酸等傳統(tǒng)強(qiáng)酸作為催化劑,在產(chǎn)生良好作用的同時,也給環(huán)境帶來了巨大污染。針對現(xiàn)有催化劑的缺點(diǎn),本論文分別以含有較長聚醚鏈的聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚胺為母體,合成了聚乙二醇型酸性離子液體、聚丙二醇型酸性離子液體以及聚醚胺型酸性離子液體,然后分別將其應(yīng)用于異丁烷/異丁烯的烷基化反應(yīng)中,以開發(fā)環(huán)境友好型催化制備烷基化汽油的合成新路徑。具體可分為以下三個催化體系:聚乙二醇型酸性離子液體催化體系:以不同聚合度的聚乙二醇為母體,首先通過SOCl2氯化法對其進(jìn)行氯化,然后與甲基咪唑、丁基咪唑等咪唑類衍生物以及三乙胺等胺類衍生物發(fā)生季銨化反應(yīng),最后與三氟甲烷磺酸進(jìn)行陰離子交換得到聚乙二醇型酸性離子液體,利用紅外,核磁等分析手段對制備的離子液體進(jìn)行表征。將合成的一系列聚醚型酸性離子液體與CF3SO3H復(fù)合形成酸催化體系,用于催化異丁烷/異丁烯的烷基化反應(yīng),利用GC-MS和GC分別對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行定性和定量分析。通過對反應(yīng)產(chǎn)物的分析檢測,最終確定[Mim-PEG 1000-Mim][TfO]2/CF3 S...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
前言
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 汽油的簡介及發(fā)展
        1.1.1 汽油的地位及發(fā)展
        1.1.2 汽油的不同調(diào)和組分及優(yōu)缺點(diǎn)
    1.2 烷基化汽油的簡介及發(fā)展
    1.3 傳統(tǒng)的無機(jī)酸催化劑在烷基化反應(yīng)中的應(yīng)用
        1.3.1 濃硫酸催化劑
        1.3.2 氫氟酸催化劑
    1.4 固體酸催化劑在烷基化反應(yīng)中的應(yīng)用
    1.5 離子液體催化劑在烷基化反應(yīng)中的應(yīng)用
        1.5.1 離子液體簡介
        1.5.2 基于金屬鹵化物的離子液體催化劑
        1.5.3 基于非金屬鹵化物的離子液體催化劑
    1.6 其他因素對烷基化反應(yīng)的影響
    1.7 烷基化反應(yīng)的機(jī)理
    1.8 選題的背景和意義
2 聚乙二醇型酸性離子液體催化異丁烷/異丁烯烷基化反應(yīng)研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗部分
        2.2.1 實(shí)驗所用試劑
        2.2.2 實(shí)驗所用儀器
        2.2.3 聚乙二醇型酸性離子液體的制備
        2.2.4 聚乙二醇型離子液體酸性離子液體的表征
        2.2.5 聚乙二醇型酸性離子液體的結(jié)構(gòu)、簡稱及性質(zhì)
        2.2.6 烷基化汽油的制備
        2.2.7 烷基化汽油的分析檢測
        2.2.8 氣相色譜檢測分析
        2.2.9 烷基化反應(yīng)所用原料組分
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 聚乙二醇型酸性離子液體的選擇
        2.3.2 [Mim-PEG 1000-Mim][TfO]₂離子液體的紅外表征
        2.3.3 [Mim-PEG 1000-Mim][TfO]₂離子液體的核磁表征
        2.3.4 酸度的影響
        2.3.5 反應(yīng)溫度的影響
        2.3.6 反應(yīng)時間的影響
        2.3.7 反應(yīng)轉(zhuǎn)速的影響
        2.3.8 催化劑的重復(fù)利用
    2.4 本章小結(jié)
3 聚丙二醇型酸性離子液體催化異丁烷/異丁烯烷基化反應(yīng)研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗部分
        3.2.1 實(shí)驗試劑及實(shí)驗材料
        3.2.2 實(shí)驗儀器
        3.2.3 聚丙二醇型酸性離子液體的制備
        3.2.4 聚丙二醇型酸性離子液體的表征
        3.2.5 聚丙二醇型酸性離子液體的結(jié)構(gòu)及簡稱
        3.2.6 烷基化反應(yīng)實(shí)驗過程
        3.2.7 烷基化汽油的分析檢測
        3.2.8 氣相色譜檢測分析
        3.2.9 烷基化反應(yīng)所用原料組分
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 最佳聚丙二醇型酸性離子液體的確定
        3.3.2 咪唑基或胺基結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.3 聚醚鏈聚合度的影響
        3.3.4 [Bim-PPG 2000-Bim][TfO]₂離子液體的紅外光譜表征
        3.3.5 [Bim-PPG 2000-Bim][TfO]₂離子液體的核磁共振氫譜表征
        3.3.6 Tf OH 與 IL 的體積比優(yōu)化
        3.3.7 反應(yīng)溫度優(yōu)化
        3.3.8 反應(yīng)時間優(yōu)化
        3.3.9 反應(yīng)轉(zhuǎn)速優(yōu)化
        3.3.10 催化劑重復(fù)利用率探究
    3.4 本章小結(jié)
4 聚醚胺型酸性離子液體催化異丁烷/異丁烯烷基化反應(yīng)研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗部分
        4.2.1 實(shí)驗試劑及實(shí)驗材料
        4.2.2 實(shí)驗儀器
        4.2.3 聚醚胺型酸性離子液體的制備
        4.2.4 聚醚胺型酸性離子液體的表征
        4.2.5 聚醚胺型酸性離子液體的結(jié)構(gòu)及簡稱
        4.2.6 烷基化反應(yīng)實(shí)驗過程
        4.2.7 氣相色譜檢測分析
        4.2.8 烷基化反應(yīng)所用原料組分
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 最佳聚醚胺型酸性離子液體的確定
        4.3.2 [PS-PEA 2000-PS][TfO]₂離子液體的紅外表征譜圖
        4.3.3 [PS-PEA 2000-PS][TfO]₂離子液體的核磁氫譜
        4.3.4 [PS-PEA 2000-PS][TfO]₂離子液體熱重譜圖
        4.3.5 [PS-PEA 2000-PS][TfO]₂離子液體增溶性研究
        4.3.6 [PS-PEA 2000-PS][TfO]₂離子液體的正交實(shí)驗
        4.3.7 [PS-PEA 2000-PS][TfO]₂離子液體的使用壽命研究
        4.3.8 [PS-PEA 2000-PS][TfO]₂再生利用研究
        4.3.9 [PS-PEA 2000-PS][TfO]₂與其他烷基化催化劑的比較
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3768627