羥醛縮合反應是精細化工行業(yè)中一類非常重要的反應,被廣泛應用于藥物、潤滑油和聚酯樹脂等化工用品的生產(chǎn)過程;其中,甲醛與異丁醛縮合生成羥基新戊醛是工業(yè)上制備新戊二醇的關鍵步驟。目前,該生產(chǎn)過程普遍采用液體堿作為催化劑,導致了大量廢液的產(chǎn)生,造成了設備腐蝕和環(huán)境污染等問題。近年來,固體堿催化材料由于其環(huán)境友好、腐蝕性小、易于回收等優(yōu)點引起了科研工作者的廣泛關注。然而,受傳統(tǒng)制備方法及研究手段的局限,設計和制備結(jié)構穩(wěn)定、性能高效的固體堿催化劑成為當前所面臨的重要挑戰(zhàn),同時對其本征堿活性位的構效關聯(lián)及催化反應作用機制有待深入研究和揭示。本論文基于類水滑石（LDHs）材料特有的結(jié)構記憶效應,通過系統(tǒng)調(diào)變LDHs前體的合成條件,采用焙燒活化及水合復原等過程,制備得到三元CaGaAl-LDHs和CaInAl-LDHs固體堿催化劑,在甲醛與異丁醛縮合生成羥基新戊醛反應中,表現(xiàn)出優(yōu)異的堿催化反應性能。采用多種原位結(jié)構表征手段和DFT理論計算相結(jié)合的研究方法,對該類固體堿催化劑的活性位結(jié)構進行了定性、定量探究,詳細考察了對堿性位結(jié)構精細調(diào)控的作用機制,揭示了堿性位結(jié)構與羥醛縮合反應性能之間的構效關系。本論文... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１水滑石類材料的結(jié)構示意圖

圖１４堿催化下丙酮自縮合反應機理

?第一章緒論???１．４．４甲醛和異丁醛羥醛縮合反應??新戊二醇作為制備藥物、潤滑油、聚酯樹脂等高附加值化工原料的重要中間體，在??新型能源材料制備，綠色化學發(fā)展等領域展現(xiàn)出非常有潛力的應用前景和迫切的市場需??求，是一類具有高附加值的重要的化工原料，可以通過羥基新戊醛進行加氫反應制備。??而甲醛與異丁醛發(fā)生羥醛縮合反應可高效的生產(chǎn)出羥基新戊醛產(chǎn)物，因此該縮合反應有??著非常重要的工業(yè)價值和經(jīng)濟效益，過程如圖１－６所示。目前，甲醛與異丁醛進行羥醛??縮合反應來制備得到羥基新戊醛的生產(chǎn)工藝如下：首先以甲醛和異丁醛溶液為起始原??料，在堿性條件下進行堿催化，制備得到產(chǎn)物羥基新戊醛。傳統(tǒng)工業(yè)上，甲醛與異丁醛??羥醛縮合反應一般使用氫氧化鈉、三乙胺等均相催化劑進行催化。房鼎業(yè)等人考察了不??同液體堿催化劑（三乙胺、ＮａＯＨ、ＫＯＨ）催化甲醛與異丁醛反應的性能，并從反應溫??度、壓力、催化劑用量、反應物配比以及反應時間等因素對反應性能進行系統(tǒng)的分析，??并探宄該羥醛縮合反應催化性能的影響規(guī)律，從而得到最佳的反應工藝條件，并進一步??對羥基新戊醛進行了加氫反應研宄［８６］。從實驗結(jié)果中得出液體堿催化劑對ＨＰＡ的制備??方面所具有的優(yōu)異催化性能，但在該催化過程中仍存在許多不可忽視，急待解決的問題。??比如在反應過程中消耗大量的液體堿催化劑，導致廢液的產(chǎn)生從而造成設備腐蝕及環(huán)境??污染等問題；另外還存在另一個問題在進行多相催化加氫反應之前有待解決，即該縮合??反應生成的產(chǎn)物羥基新戊醛及其不穩(wěn)定，易發(fā)生分解反應和其它縮聚反應，導致產(chǎn)物的??選擇性下降，需要在惰性氣氛下進行保護處理和分離，惰性氣氛可選擇為Ｎ２或者Ｈｅ，??這就到導

【參考文獻】：
期刊論文
[1]幾何效應促進水滑石催化劑實現(xiàn)對羥醛縮合反應性能提升（英文）[J]. 王慧敏,邴威瀚,陳春源,楊宇森,徐明,陳利芳,鄭雷,李曉林,張欣,殷建軍,衛(wèi)敏.  Chinese Journal of Catalysis. 2020(08)
[2]固體催化劑的研究方法第十三章程序升溫分析技術(上)[J]. 楊錫堯.  石油化工. 2001(12)



本文編號：3602420