新型酸性离子液体的合成及其催化性能研究

合成了5种不同的酸性离子液体,分别以新合成的5种酸性离子液体为催化剂,环氧丙烷和CO2为原料,在相同条件下催化合成碳酸丙烯酯,筛选出催化性能最好的酸性离子液体1 -丙酸基-3-甲基咪唑溴盐.该离子液体作为催化剂的最佳使用条件为:反应温度110℃,反应压力1.5 MPa,反应时间2h,n(催化剂)∶n(环氧丙烷)=1∶5...     

氯化1-羧基聚醚-3-甲基咪唑离子液体的制备及催化性能

将环氧氯丙烷开环聚合得到聚环氧氯丙烷(PECH),再将其酸化的中间产物与N-甲基咪唑反应制备氯化1-羧基聚醚-3-甲基咪唑离子液体[HOOC-PECH-MIM]Cl,并表征其化学结构和测定其热性能。采用合成的[HOOC-PECH-MIM]Cl离子液体催化环氧丙烷与二氧化碳合成碳酸丙烯酯,以转化率、碳酸丙烯酯选择性和转化频率(TOF)为指标,考察了温度、压力、催化剂用量和循环使用次数等因素对合成碳酸丙烯酯的影响。结果表明,用该方法制备的目标产物是[HOOC-PECH-MIM]Cl离子液体,其热稳定性较好,用于催化环氧丙烷与二氧化碳合成碳酸丙烯酯的活性高,碳酸丙烯酯选择性高,且易回收,可多次循环使用。在80℃、1.5 MPa,催化剂用量1.0%的条件下,反应转化率达100%,目的产物选择性高达98.6%,转化频率3640h-1;催化剂循环使用13次后,转化率和选择性指标仍在95.0%以上。     

离子液体催化CO2与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯的反应动力学研究

利用合成改性的复合离子液体催化剂（CMIL）催化CO₂与环氧丙烷（PO）生成碳酸丙烯酯（PC）,通过正交试验优化工艺参数,考察CMIL的催化性能。根据亲核反应机理,建立反应过程动力学方程,回归得到动力学方程参数。结果表明：CMIL具有很好的催化性能,当温度为95 ℃、压力为1.5 MPa、催化剂用量（催化剂与反应原料的质量比）为2.0%的条件下,PO转化率为99.98%,PC选择性为98.87%;在一定温度和压力下,PC的合成反应速率与催化剂浓度和PO浓度均成线性关系。     

环己烷氧化反应中的溶剂效应

以铁卟啉为催化剂,考察了乙酸、乙腈和离子液体为溶剂对环己烷氧化反应的影响。实验结果表明,乙酸、乙腈和离子液体作为溶剂均能提高环己烷的转化率,与乙酸和乙腈相比,离子液体为溶剂时环己烷的转化率最高,且环己烷的转化率随离子液体酸性的增强而增加。在离子液体N-丁基磺酸吡啶硫酸盐25mL、反应温度145℃、反应时间3h、氧气压力0.8MPa、催化剂5mg条件下,环己烷的转化率可达20.8%,KA油(环己醇和环己酮)的选择性为82.6%。环己烷氧化产物可通过倾析与离子液体进行分离,离子液体脱水后可重复使用3次。     

室温离子液体催化苯与环己烯的烷基化反应

室温离子液体是由特定的阳离子和阴离子构成、在室温或近于室温下呈液态的熔盐体系，具有独特的性质和功能。用制备的氯铝酸盐室温离子液体作催化剂，催化苯和环己烯进行烷基化反应，考察了苯与环己烯摩尔比、反应温度、反应时间对烷基化反应产物收率的影响，研究了离子液体的催化活性和稳定性。结果表明：以制备的氯铝酸盐离子液体为催化剂，在反应温度30℃、反应时间4h、苯烯摩尔比16：1的条件下，所得环己基苯的产物收率最高，为70．5％。制备的离子液体重复使用3次，产物收率仍达53．6％，说明该离子液体具有一定的稳定性。     

苯氨基甲酸丙二醇酯的合成研究

介绍了碳酸酯法合成苯氨基甲酸丙二醇酯（PPC）产品的方法。考察了催化剂品种、催化剂用量、原料碳酸丙烯酯与苯胺的摩尔比、反应温度及反应时间对产品收率的影响。结果表明,选择硝酸铅为催化剂,在催化剂用量占反应物总量2％,原料碳酸丙烯酯与苯胺摩尔比6：1,反应温度140℃及反应时间6h条件下,产品收率达45．6％。采用红外光谱和核磁共振波谱对合成产品进行了结构表征,结果表明,产品结构与理论结构相符。     

CO_2与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯的多相催化剂研究

通过混合氯球固载化的离子液体(PS-Mim)、助剂A和助剂B,然后压制成型,制备了一种新型的多相固体催化剂(PS-Mim-A-B),并在固定床反应器上评价其由CO2和环氧丙烷(PO)合成碳酸丙烯酯(PC)的催化性能。考察了温度、压力、空速、反应物的比例对反应的影响。结果表明,该催化剂具有极高的催化活性。当反应温度为120℃、压力为2MPa、空速为1h-1、CO2和PO进料物质的量比为2∶1时,PC的收率可达96%以上,PC的选择性在99.5%左右。     

硅胶固载复合离子液体催化CO2与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯

制备了3种硅胶固载不同侧链长度的咪唑类复合离子液体催化剂,将其用于催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯的环加成反应,均表现出良好的催化活性。系统考察了不同种类催化剂对该催化反应的影响,进一步考察了反应压力、反应温度、反应时间和催化剂用量对硅胶固载的溴代1 十八烷基 3 甲基咪唑溴化锌离子液体（SiO2/［C18MIM］［Zn2Br5］）催化环加成反应的影响。结果表明,离子液体的结构特点对催化性能影响很大,对于烷基咪唑离子液体其侧链长度越长,催化性能越好,SiO2/［C18MIM］［Zn2Br5］在该环加成反应中具有最佳的催化性能;在温度为120℃、压力为20 MPa、反应时间为25 h、催化剂用量为20%时,反应物环氧丙烷的转化率为997%,产物碳酸丙烯酯的选择性为963%,且可循环使用7次以上。     

季铵化壳聚糖催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯

采用化学键合法,将季铵盐分子负载到生物高分子壳聚糖上,制备了季铵化壳聚糖催化剂,并采用傅里叶变换红外光谱对催化剂进行了表征.表征结果显示,季铵盐羟丙基三甲基氯化铵通过共价键与壳聚糖氨基上的氮原子结合.将该催化剂用于催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯(PC),考察了反应时间、反应压力和反应温度对PC收率和选择性的影响.在反应温度160 ℃、反应时间6 h、催化剂用量1 mmol、环氧丙烷4 mL的条件下,PC的收率达98%、选择性达99%.反应压力对PC的收率和选择性影响不大.催化剂循环使用5次后,PC的选择性变化不大,PC的收率略有下降.     

季铵化壳聚糖催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯

采用化学键合法,将季铵盐分子负载到生物高分子壳聚糖上,制备了季铵化壳聚糖催化剂,并采用傅里叶变换红外光谱对催化剂进行了表征.表征结果显示,季铵盐羟丙基三甲基氯化铵通过共价键与壳聚糖氨基上的氮原子结合.将该催化剂用于催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯(PC),考察了反应时间、反应压力和反应温度对PC收率和选择性的影响.在反应温度160 ℃、反应时间6 h、催化剂用量1 mmol、环氧丙烷4 mL的条件下,PC的收率达98%、选择性达99%.反应压力对PC的收率和选择性影响不大.催化剂循环使用5次后,PC的选择性变化不大,PC的收率略有下降.     

负载型碘化钾催化合成碳酸亚丙酯的研究

采用浸渍法制备了负载型 KI 催化剂,通过 BET、XRD 和 CO_2-TPD 等方法对催化剂进行了表征,考察了催化剂的环化加成反应活性。结果表明,将 KI 负载到不同载体上,其催化性能明显不同,KI/MgO 催化剂具有较高的环化加成活性。载体的比表面和孔结构与催化剂的环化加成活性无关。催化剂表面的酸碱性是影响环化加成活性的重要因素。适宜的反应温度和压力分别为423K 和4.0 MPa。     

四甲基胍催化碳酸丙烯酯与乙醇酯交换合成碳酸二乙酯

采用半连续操作方式,对四甲基胍(TMG)催化碳酸丙烯酯(PC)与乙醇酯交换合成碳酸二乙酯(DEC)反应进行了研究,重点考察了操作条件对合成DEC反应的影响。实验结果表明,TMG催化合成DEC的适宜反应条件为:催化剂用量为初始反应物质量的2.6%,乙醇与PC的摩尔比为10,反应温度80~85℃,反应时间为8h,乙醇滴加速率为1.5mL/m in,全回流时间为0。在此条件下,PC转化率为95.8%,DEC收率为90.7%,DEC选择性为94.7%;说明TMG对PC与乙醇酯交换合成DEC反应具有良好的催化性能。     

MAF固体碱催化剂催化合成丙二醇甲醚

研究了甲醇与环氧丙烷在固体碱催化剂MAF存在下非均相合成丙二醇甲醚的过程。在反应温度为120～130℃、催化剂用量(质量分数)为0.20%～0.30%、甲醇与环氧丙烷摩尔比为3/1～5/1的反应条件下,环氧丙烷的转化率在98％以上,丙二醇甲醚的选择性达95％,收率达93％,产品中伯醚的选择性为92％～93％。实验发现,该固体碱催化剂使用后无须任何处理,可重复使用,是一种稳定性好、选择性高的环境友好催化剂。     

钛酸钾催化碳酸丙烯酯和甲醇酯交换合成碳酸二甲酯

对钛酸钾催化碳酸丙烯酯(PC)和甲醇酯交换合成碳酸二甲酯(DMC)进行了研究。研究发现钛酸钾对该反应有较好的催化活性,高压水热法制备的钛酸钾的催化活性高于常压水热法、醇热法和固相法。以高压水热法制备的钛酸钾为催化剂,当催化剂用量为PC质量的1.85%,甲醇与PC摩尔比为13.9,反应温度64～80℃,反应时间7h时,PC转化率达91.1%,DMC选择性为86.5%。     

固体碱催化合成丙二醇单乙醚的工艺条件

研究了乙醇与环氧丙烷(PO)在固体碱催化剂MAF存在下非均相合成丙二醇单乙醚的过程。在反应温度为120～130℃,w(催化剂)=0.5％～1.0％,乙醇与PO的摩尔比为(4～6):1的条件下,PO的转化率为98％,丙二醇单乙醚的选择性高于92％,收率达90％,产物中伯醚的选择性为92％～93％。催化剂使用后无需处理,可重复使用。     

类水滑石催化尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯

制备并表征了几种不同阳离子组合的类水滑石,研究了它们对尿素与1,2-丙二醇醇解合成碳酸丙烯酯反应的催化性能。实验结果表明,类水滑石对尿素与1,2-丙二醇的醇解反应有一定的催化活性,焙烧后类水滑石的催化活性明显提高;类水滑石中二价阳离子和三价阳离子的种类对类水滑石的催化性能具有同样重要的影响;催化剂的酸碱性可能是影响催化活性的关键因素。考察了原料配比、反应温度、反应时间和催化剂用量对反应的影响,当反应温度为170℃、1,2-丙二醇与尿素的摩尔比为4、催化剂用量为原料质量的0.25%、反应时间为5h时,Zn-A l类水滑石的焙烧产物的催化活性最高,碳酸丙烯酯的收率为98.7%。     

高酸原油催化裂解增产丙烯初步研究

在XTL-5小型提升管催化裂化实验装置上,以苏丹达尔高酸原油为原料,进行催化裂解增产丙烯实验,考察了催化剂类型、反应温度、停留时间以及水油比对丙烯收率的影响。实验结果表明,采用多产丙烯LTB-2催化剂,不仅可以获得较高的丙烯收率和较低的低价值产物收率,同时可获得较高的柴油收率;提高反应温度、延长停留时间和提高水油比,均可提高丙烯的收率,其适宜的反应条件是反应温度520℃、停留时间1.6～2.0 s、水油比0.25。     

ZnO-PbO催化剂上酯交换法合成碳酸二甲酯

采用共沉淀法制备了ZnO-PbO催化剂,并对该催化剂在碳酸丙烯酯(PC)与甲醇酯交换合成碳酸二甲酯(DMC)反应中的催化性能进行了研究。探讨了催化剂制备条件对ZnO-PbO催化剂性能的影响,得出最佳制备条件为:Pb(CH3COO)2.3H2O和Zn(NO3)2.6H2O为前体、m(Zn)∶m(Pb)=3.46、以n(NaOH)∶n(Na2CO3)=3∶1的混合溶液为沉淀剂、焙烧温度500℃。优化了ZnO-PbO催化剂上PC与甲醇酯交换合成DMC反应的条件,即反应温度110℃、反应时间2h、n(CH3OH)∶n(PC)=8.4、催化剂占体系的质量分数为3.0%。在此条件下,PC转化率为63.8%,DMC选择性为97.8%,产率为62.4%。此外还考察了催化剂重复使用的效果,并对其失活原因进行了分析。