負(fù)載型雜多酸催化劑對(duì)環(huán)氧乙烷水合制乙二醇反應(yīng)的催化性能的研究


新型系列固體酸催化劑SHPA


雜多酸催化劑及其應(yīng)用
www.gsc.dicp.ac.cn/jxgl/2004qjseminarkj/gych1/ch13.ppt

部分催化劑應(yīng)用發(fā)展特點(diǎn)
雜多酸（Heteropoly Acid，簡(jiǎn)寫為HPA ）是由雜原子（如P、Si、Fe、Co等）和多原子（如Mo、W、V、Nb、Ta等）按一定的結(jié)構(gòu)通過氧原子配位橋聯(lián)組成的一類含氧多酸，具有很高的催化活性，它不但具有酸性，而且具有氧化還原性，是一種多功能的新型催化劑，雜多酸穩(wěn)定性好，可作均相及非均相反應(yīng)，甚至可作相轉(zhuǎn)移催化劑，對(duì)環(huán)境無污染，是一類大有前途的綠色催化劑，它可用作以芳烴烷基化和脫烷基反應(yīng)、酯化反應(yīng)、脫水/化合反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)以及開環(huán)、縮合、加成和醚化反應(yīng)等。因雜多酸獨(dú)特的酸性、“準(zhǔn)夜相”行為、多功能（酸、氧化、光電催化）等優(yōu)點(diǎn)在催化研究領(lǐng)域中受到研究者們的廣泛重視。

橡膠防老劑RD是怎么生產(chǎn)的？有相關(guān)的技術(shù)可以分享一下嗎？

橡膠防老劑RD，化學(xué)名稱2,2,4—三甲基—1，2—二氫化喹啉聚合體。主要用作橡膠通用型防老劑。對(duì)熱和氧引起的橡膠老化有極好的防護(hù)效能，對(duì)金屬的催化氧化有較強(qiáng)的抑制作用，防護(hù)性能持久。具有低揮發(fā)性，在高溫下長(zhǎng)期使用損失小，對(duì)發(fā)展高速輪胎尤為重要，宜用于高溫受熱設(shè)備和熱帶地區(qū)使用的橡膠制品。本品污染性低，不影響硫化。適用于天然、丁苯、丁腈、氯丁等膠種，用于制備各種輪胎、工業(yè)用橡膠制品、電纜等。由于具有色澤淺黃，還可用于衛(wèi)生橡膠制品中。 目前，RD的生產(chǎn)方法是采用苯胺和丙酮為原料，苯磺酸為催化劑，在150～165℃下進(jìn)行縮合反應(yīng)，然后在鹽酸介質(zhì)中聚合而成聚合物，在氫氧化鈉溶液中析出。由于此過程污染性較大，有鹽酸和苯磺酸等酸性物質(zhì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕，經(jīng)濟(jì)效益較低，有必要對(duì)其工藝過程進(jìn)行改進(jìn)。本論文探討了使用固體酸作催化劑催化合成橡膠防老劑RD的方法。使用固體酸作催化劑的突出優(yōu)點(diǎn)是操作方便、后處理簡(jiǎn)單、無廢酸廢液排放、催化劑可重復(fù)使用和再生等。所以固體酸是一類很有發(fā)展前途的新型酸性催化劑，很有必要盡快地把它們應(yīng)用于生產(chǎn)過程，改進(jìn)舊的生產(chǎn)工藝。 固體酸是將酸性基團(tuán)鍵合或負(fù)載于不溶性載體上的一類催化劑。主要有這樣幾種類型：新型分子篩催化劑，雜多酸，固體超強(qiáng)酸，強(qiáng)酸性離子交換樹酯。其中SO_4~(2-)/MnOm型固體超強(qiáng)酸和強(qiáng)酸性離子交換樹脂除具有其它固體酸的易同產(chǎn)物分離、易再生、不易腐蝕設(shè)備等一般特點(diǎn)外，還具有使用溫度較高、原料易得、價(jià)格便宜等突出優(yōu)點(diǎn)，所以自1979年首次獲得以來，人們對(duì)此類固體超強(qiáng)酸進(jìn)行了大量研究。本論文選取了這一類催化劑中的幾種作為合成橡膠防老劑RD的催化劑，分別考察了它們對(duì)RD合成反應(yīng)的催化性能。研究合成了固體超強(qiáng)酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3，SO_4~(2-)/TiO_2，SO_4~(2-)/ZrO_2，S_2O_8~(2-)/ZrO_2，磺化苯膦酸鋯，并把它們作為催化劑用于RD的合成。得到的結(jié)果是：與傳統(tǒng)工藝用苯磺酸為催化劑相比，用該類固體酸作催化劑，在許多方面優(yōu)于苯磺酸，催化劑與產(chǎn)品分離容易，產(chǎn)品后處理簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，節(jié)約原材料和能源，減少?gòu)U水等。但在研究中發(fā)現(xiàn)，SO_4~(2-)/Fe_2O_3，SO_4~(2-)/TiO_2， D 摘 要 SO4’“記山，SZOS’”億，磺化苯磷酸錢作為 RD的合成反應(yīng)催化劑，RD的產(chǎn)率太 低。強(qiáng)酸性離子交換樹脂最好，苯胺轉(zhuǎn)化率達(dá)到80％。結(jié)論是： 一、固體超強(qiáng)酸SO／“”e。O。催化效果不理想。苯胺最大轉(zhuǎn)化率只達(dá)到30％左右， 雖然其重復(fù)使用性能較好，但收率太低。 M、固體酸催化劑SO。‘’／TIO。，因TIO。粒度太細(xì)，雖然RD單體收率較SO／“／ Fe。O。催化反應(yīng)有所提高，但在催化劑制備和與產(chǎn)品分離的過程中，抽濾速度太慢， 在產(chǎn)品中有殘留，用于RD的工業(yè)化生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益不大。 M、固體酸催化劑SO。’－／ZrO。在RD的合成中，RD的收率比采用SO。勺。作 催化劑收率高，轉(zhuǎn)化率為43％，催化劑的重復(fù)性能也較好，但ZrO。也存在著與TIO。 同樣的問題。 四、固體酸催化劑 S。Os’”／ZrO。對(duì) p合成催化活性較好，p收率為 45％，催 化性能較好，但是不如強(qiáng)酸性離子交換樹脂催化劑的催化效果。 五、磷化苯磷酸錯(cuò)也被用作RD合成反應(yīng)的催化劑，但催化活性比強(qiáng)酸性離子 交換樹脂差，不適合用于RD的合成。 六、強(qiáng)酸性離子交換樹脂具有較高的催化活性，是RD合成的較好催化劑，苯 胺轉(zhuǎn)化率80％，其二聚物和三聚物、四聚物的含量也較高，在RD的生產(chǎn)工藝改進(jìn) 方面，是一種很有發(fā)展前途的催化劑。

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