合成C22-环脂肪三酸酯用ZnCl2/粘土负载型催化剂制备与表征-文献详情-维普官网

文献检索

任意字段

文献信息

任意字段
主题词
篇关摘
篇名
关键词
摘要
作者
第一作者
作者单位
刊名
中图分类号
学科分类号
DOI
基金

智能检索

高级检索

检索历史

合成C22-环脂肪三酸酯用ZnCl2/粘土负载型催化剂制备与表征认领

作者：

刘高伟

学位授予单位：

常州大学

摘要：

近年来，由台湾刮起的塑化剂风波引起了社会高度重视，环保无毒增塑产品的研究开发已迫在眉睫。C22-环脂肪三酸酯是一类含有环己烯结构的长碳链化合物。其迁移性小、闪点高、环保无毒且可生物降解，可作为新型生物增塑剂以代替或部分代替传统有毒增塑剂。其合成主要通过共轭双烯体与亲双烯体的Diels-Alder反应实现。目前，国内外关于该反应的研究大多是基于碘为催化剂的研究。然而，碘存在诸如易升华、不可重复利用及促进聚合反应的缺点。本论文旨在解决现有催化路线存在的问题，寻求一种高效、绿色环保的新型催化剂以取代传统碘，用于催化合成产物C22-环脂肪三酸酯。论文从催化剂制备、合成工艺条件优化、产物结构与性能分析三个方面展开研究。　　实验以ZnCl2为活性组分前驱体，以常见粘土材料活性白土、凹凸棒石(ATP)为载体，通过等体积浸渍法制备了负载ZnCl2固体酸催化剂，并用于催化模型反应。以BET、XRD、FT-IR、Pyridine-IR、TG-DSC、SEM、TEM等分析手段对负载型催化剂的组成、表面酸性及微观形貌进行表征分析;并结合其催化模型反应的结果，探究了催化剂制备条件及合成工艺条件对催化性能的影响。结果表明，就本研究体系而言，本文制备的负载型催化剂具有较高的催化活性，且可循环再生使用;相比于ZnCl2/活性白土，ZnCl2/凹凸棒石(ZnCl2/ATP)催化剂具有更高的催化活性及产物选择性;其适宜制备条件为：盐酸浓度1.0 mol/L，酸化时间4 h，ZnCl2负载量1.0 mmol/g，焙烧活化温度350℃;且该催化体系下产物合成的适宜工艺条件为：反应温度240℃，反应时间4 h，马来酸二丁酯(DBM)与亚油酸甲酯摩尔比为1.1:1，催化剂用量为废弃油脂脂肪酸甲酯(WOFAME)用量的10％;此条件下，原料转化率与目标产物选择性分别可达97％、94％以上。　　实验以FT-IR、MS、1H-NMR、HPLC等技术对负载型催化剂催化产物进行定性定量分析。结果表明，ZnCl2/活性白土与碘催化剂一样易促进聚合反应，其催化产物中存在一分子亚油酸甲酯与两分子DBM加成副产物;而 ZnCl2/ATP催化产物中则几乎没有副产物，且合成的产物中不仅有环己烯式的C22-环脂肪三酸酯，还有悬挂式的C22-三酸酯。实验对比了不同催化产物及传统增塑剂的性能，结果表明，ZnCl2/ATP催化产物的耐热性能及增塑性能都要优于碘催化产物，且明显优于 DOP。结合产物结构分析可知，悬挂式结构的存在对产物的耐热性能及增塑性能有着积极作用。　　作为本课题研究的延伸，论文采用上述 Diels-Alder反应除去原料中多不饱和酯，再配合尿素包合法将饱和与单不饱和酯分离，对原料实现了逐级分类使用，大大提高了其利用效率。

摘要译文

关键词：

C22-环脂肪三酸酯; 凹凸棒石; 粘土材料; ZnCl2负载; 固体酸催化剂

学位年度：

2015

学位类型：

硕士

学科专业：

化学工艺

导师：

王车礼

中图分类号：

O643.36[催化剂]

学科分类号：

070304[物理化学];081704[应用化学];081705[工业催化]