環(huán)己醇是生產(chǎn)己二酸、己內(nèi)酰胺等化工產(chǎn)品的重要中間體。將環(huán)己烯與羧酸反應(yīng)生成羧酸環(huán)己酯,再經(jīng)水解反應(yīng)可以得到環(huán)己醇,該過程可稱之為環(huán)己烯間接水合反應(yīng);其可以克服環(huán)己烯與水相互溶解性能較差、環(huán)己烯直接水合反應(yīng)速率慢的缺點(diǎn),獲得較高的環(huán)己醇收率。在前期研究中發(fā)現(xiàn),采用HZSM-5催化環(huán)己烯經(jīng)乙酸環(huán)己酯制備環(huán)己醇間接水合反應(yīng)過程中,乙酸環(huán)己酯水解反應(yīng)伴隨著嚴(yán)重的副反應(yīng),環(huán)己醇選擇性僅為30.4%;大部分乙酸環(huán)己酯發(fā)生熱分解反應(yīng)生成環(huán)己烯。使用花生殼為原料,采用部分碳化-磺化法制備了花生殼碳基固體酸催化劑。將其用于催化乙酸環(huán)己酯水解反應(yīng),環(huán)己醇選擇性可達(dá)99.4%,但乙酸環(huán)己酯轉(zhuǎn)化率僅為25.0%。分析認(rèn)為,這是由于花生殼碳基固體酸比表面積較小(10.1 m2/g)造成的。因此,本文著眼于開發(fā)具有大比表面積的花生殼碳基固體酸,將其用于催化乙酸環(huán)己酯水解反應(yīng),以期得到兼具高活性和高選擇性的環(huán)己醇制備方法。以花生殼為原料,通過磷酸活化,再經(jīng)部分碳化-磺化法制備了具有大比表面積的碳基固體酸催化劑。利用N2等溫吸附-脫附、SEM、XRD、NMR、FT-IR、XPS、酸堿滴定和元素分析等方法,對(duì)其結(jié)構(gòu)和酸性質(zhì)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,經(jīng)磷酸活化后,在300℃不完全碳化2 h,濃硫酸160℃磺化10 h制備的碳基固體酸比表面積為387.4 m2/g,磺酸密度為0.46 mmol/g。用于催化乙酸環(huán)己酯水解反應(yīng),當(dāng)水用量5 ml/ml乙酸環(huán)己酯,催化劑用量0.15 g/ml乙酸環(huán)己酯時(shí),在130℃反應(yīng)3 h,乙酸環(huán)己酯轉(zhuǎn)化率為86.6%,環(huán)己醇選擇性為97.3%。分析認(rèn)為,其優(yōu)異的催化性能是磺酸基團(tuán)和其它表面酸性官能團(tuán),如羧基(1.11 mmol/g),共同作用的結(jié)果;此外,較大的比表面積也有利于憎水的乙酸環(huán)己酯分子接近活性酸中心,從而提高了轉(zhuǎn)化率�？疾炝硕喾N酸性離子液體催化乙酸環(huán)己酯水解反應(yīng)性能。結(jié)果表明,酸性離子液體催化的乙酸環(huán)己酯水解反應(yīng)具有較高的環(huán)己醇選擇性(96%),并且轉(zhuǎn)化率隨離子液體酸強(qiáng)度的增加而增加;但是,所考察的5種磺酸功能化離子液體具有相近的催化活性(轉(zhuǎn)化率81.3%~83.6%),盡管它們的酸強(qiáng)度存在明顯差異。酸性離子液體催化乙酸環(huán)己酯水解反應(yīng)的高選擇性可歸因于離子液體的強(qiáng)極性,抑制了乙酸環(huán)己酯熱分解副反應(yīng)過渡態(tài)的生成,從而減少了環(huán)己烯的生成。
【學(xué)位單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TQ233.1;TQ426

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3 薛偉;王冬冬;王延吉;劉媛;魏s

本文編號(hào)：2810363