乙酰乙酸乙酯金属配合物催化丁二酸二甲酯和碳酸乙烯酯的耦合反应

研究了乙酰乙酸乙酯金属配合物催化碳酸乙烯酯(EC)和丁二酸二甲酯(DMSu)同时合成聚丁二酸乙二醇酯(PES)预聚体和碳酸二甲酯(DMC)耦合反应新工艺。结果表明,以乙酰乙酸乙酯锌为催化剂,反应温度205～215℃,n(乙酰乙酸乙酯锌)/n(EC+DMSu)=0.001,n(EC)/n(DMSu)=4,反应时间1 h时,DMC收率为52.3%,PES的特性黏度为0.117 4 dL/g。     

有机锡催化碳酸乙烯酯与丁二酸二甲酯耦合反应

以含有不同取代基的有机锡化合物为催化剂,通过碳酸乙烯酯（EC）与丁二酸二甲酯（DMSu）耦合法制备了聚丁二酸乙二醇酯（PES）和碳酸二甲酯（DMC）,并对PES的结构进行了表征。结果表明,有机锡取代基团的电子效应和空间位阻对其催化性能具有很大影响;取代基的吸电子效应越大、空间位阻越小,有机锡的催化活性越高,但若有机锡中存在B酸中心时则容易引起副反应,导致产物选择性差。综合考虑,Bu₂SnO的催化性能最好,最优反应条件下,DMC的收率可达到70.08%,PES的特性黏数可达到0.622 dl·g^-1。     

有机锡催化碳酸乙烯酯与丁二酸二甲酯耦合反应

以含有不同取代基的有机锡化合物为催化剂,通过碳酸乙烯酯(EC)与丁二酸二甲酯(DMSu)耦合法制备了聚丁二酸乙二醇酯(PES)和碳酸二甲酯(DMC),并对PES的结构进行了表征。结果表明,有机锡取代基团的电子效应和空间位阻对其催化性能具有很大影响;取代基的吸电子效应越大、空间位阻越小,有机锡的催化活性越高,但若有机锡中存在B酸中心时则容易引起副反应,导致产物选择性差。综合考虑,Bu2Sn O的催化性能最好,最优反应条件下,DMC的收率可达到70.08%,PES的特性黏数可达到0.622 dl·g?1。     

碱土金属对铜/三氧化二铝酯加氢催化剂性能的影响

采用超声波强化共沉淀法制备铜/三氧化二铝酯加氢催化剂，制备过程中添加碱土金属硝酸盐对催化剂进行改性。通过丁二酸二甲酯加氢反应对催化剂性能进行评价，考察碱土金属种类及添加量对催化剂加氢性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H₂-TPR)、氨程序升温脱附(NH₃-TPD)、N₂物理吸附对催化剂进行分析表征，考察钙添加量对催化剂晶型结构、还原性能、酸强度、BET比表面积和孔结构的影响。结果表明，碱土金属改性可以提高催化剂加氢性能，在温度为160℃、压力为6.0 MPa、原料质量空速为0.6 h^-1、氢酯物质的量比为300工艺条件下，丁二酸二甲酯转化率可达到99.46%、1,4-丁二醇选择性可达到94.39%。适量添加钙后催化剂中活性组分特征峰变宽、分散度提高；还原温度略有降低；酸强度明显降低；比表面积略有下降、孔容略有增大、孔径明显增大。这些物化性质的改变导致催化剂丁二酸二甲酯加氢性能发生改变。     

乙二醇铝催化酯化法合成聚丁二酸乙二醇酯

聚丁二酸乙二醇酯(PES)具有优异的力学性能和生物降解性能,在可生物降解塑料领域具有广泛的应用前景。以乙二醇铝为催化剂,催化丁二酸和乙二醇直接酯化缩聚合成了高分子量聚丁二酸乙二醇酯(PES)。采用FT-IR和1H-NMR对催化剂和合成聚合物的结构进行了表征,系统分析了催化剂浓度、聚合反应温度和时间对聚合反应的影响。经常压酯交换后获得的预聚体,在240℃条件下,缩聚4 h后,合成PES的特性黏数[η]可达到0.684 dL/g,重均分子量Mw和数均分子量Mn分别可以达到78632和47945,相对分子质量分布系数PDI值为1.64。乙二醇铝体系中获得的PES聚合物分子量与商业锑系和钛系催化体系中合成聚合物分子量相当,具有广泛工业化应用前景。     

聚氨酯用丁二酸聚酯二醇的合成

研究了以丁二酸、乙二醇为主要原料制备聚氨酯用丁二酸聚酯二醇的方法,考察了原料酸醇比、反应温度、催化剂种类及用量、反应时间等对反应的影响。结果表明,当丁二酸与乙二醇摩尔比为1∶1.8、催化剂为辛酸亚锡、用量为原料总质量的0.3%、预酯化反应温度为180℃、减压缩聚温度为160℃、时间为5 h、真空度1.99 kPa时,酯化率达到99%,产品羟值为105 mgKOH/g,酸值为0.91 mgKOH/g。     

KF改性MgAl水滑石催化酯交换合成碳酸乙烯酯

通过简单的共沉淀法制备了MgAl水滑石（Mg₃Al₁-LDH）。随后通过超声法成功合成了KF负载的Mg₃Al₁-LDH（KF/Mg₃Al₁-LDH）前体,并在450℃下煅烧5h,得到一系列KF/Mg₃Al₁-LDO催化剂。使用X射线衍射、热重、红外光谱、N₂-吸脱附、CO₂-程序升温脱附对所制备的催化剂进行表征。表征结果显示样品具有典型的水滑石结构、较好的热稳定性和较高的碱强度。以KF-Mg₃Al₁-LDO作为催化剂用于碳酸二甲酯（DMC）和乙二醇（EG）酯交换合成碳酸乙烯酯（EC）的反应中,考察了反应工艺条件对催化性能的影响。KF/Mg₃Al₁-LDO催化剂表现出良好的催化性能。在酯醇摩尔比为1∶1、催化剂用量占DMC质量2%、反应温度为100℃、反应时间为4h的条件下,EC收率达到最高（54%）。催化剂可循环使用5次以上而催化活性没有显著下降。     

锂基催化剂在酯交换合成碳酸二甲酯方面的性能研究

以Li为主要活性组分,采用沉淀法制备了LiAl催化剂,通过引入不同的金属元素(Mg、La、Ce和Y)对LiAl催化剂进行改性,同时对催化剂进行了XRD、TG-DTG、CO₂-TPD和BET表征,考察LiAl摩尔比、焙烧温度对甲醇和碳酸丙烯酯(PC)酯交换合成碳酸二甲酯(DMC)反应活性的影响。结果表明,催化剂Li/Al摩尔比为3∶1,焙烧温度为500℃时,催化剂具有最高的反应活性。其中,LiYAl催化剂在反应条件为65℃,甲醇和PC的醇酯摩尔比为10∶1,催化剂用量为2%的条件下反应2 h, DMC的产率为59.2%,重复使用4次后,仍具有较高的产率。     

蒸气浸渍法制备完全无氯CuY催化剂及其氧化羰基化性能

以具有升华性质且易分解的乙酰丙酮铜为铜源,NH₄Y分子筛为载体,采用蒸气浸渍法制备了CuY催化剂,考察了其对甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化性能,并采用XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD等表征手段研究了催化剂上铜物种的分散状态、催化活性中心的含量及催化剂的酸强度和浓度,发现铜物种在Y分子筛载体上高度分散,且Y分子筛载体的晶体结构保持完好。在N₂∶H₂=12∶1的气氛中,250℃还原得到的催化剂CuY/250催化活性中心含量最高,催化活性也达到了最佳,其甲醇转化率为11.1%,碳酸二甲酯的时空收率和选择性分别为200.5mg/(g·h)和60.3%。     

磁性固体超强酸ZrO2/SO2－4催化合成丁二酸二丁酯

以丁二酸和正丁醇为原料,磁性固体超强酸ZrO₂/SO₂^－4为催化剂合成了丁二酸二丁酯。考察了影响酯化率的各种因素,确定最佳反应条件是:丁二酸为0.05 mol,正丁醇与丁二酸的摩尔比为 2.4,催化剂0.5 g,甲苯5 ml作带水剂,反应时间2 h,酯化率91%以上。结果表明,磁性固体超强酸ZrO₂/SO₂^－4是合成丁二酸二丁酯的优良催化剂,同时利用催化剂的磁性可将催化剂迅速分离。     

Simultaneous Synthesis of Dimethyl Carbonate and Poly（ethylene terephthalate） Using Alkali Metals as Catalysts

Dimethyl carbonate （DMC） and poly（ethylene terephthalate） was simultaneously synthesized by the transesterification of ethylene carbonate （EC） with dimethyl terephthalate （DMT） in this paper. This reaction is an excellent green chemical process without poisonous substance. Various alkali metals were used as the catalysts. The results showed alkali metals had catalytic activity in a certain extent. The effect of reaction condition was also studied. When the reaction was carded out under the following conditions： the reaction temperature 250℃, molar ratio of EC to DMT 3 ： 1, reaction time 3h, and catalyst amount 0.004 （molar ratio to DMT）, the yield of DMC was 68.9%.     

类水滑石催化剂催化合成碳酸二丙酯

采用共沉淀法,在500 ℃烘干焙烧制备了类水滑石催化剂,采用X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、BET分析对催化剂进行了表征。将类水滑石催化剂应用于碳酸二甲酯（DMC）与正丙醇酯交换合成碳酸二丙酯（DPC）。研究结果表明：镁铝摩尔比为2∶1,在500 ℃焙烧后,类水滑石对反应有较高的催化活性;当丙醇∶DMC =3∶1（摩尔比）、催化剂用量为反应物总质量的1%、反应温度为90 ℃、反应时间为5 h时,DPC的收率为46.87%。     

Studies in transesterification of ethylene carbonate to dimethyl carbonate over Amberlyst A‐21 catalyst

Transesterification of ethylene carbonate (EC) with methanol (MeOH) was studied in a slurry reactor using various homogeneous and heterogeneous, acidic as well as basic, catalysts. Among all catalysts studied, the weakly basic anion‐exchange resin Amberlyst A‐21 gave more than 95% selectivity towards dimethyl carbonate (based on EC converted). Using this Amberlyst A‐21 as a catalyst, the kinetics for the transesterification reaction was studied in the range of temperature from 363 to 393 K, varying catalyst loading from 11.24 to 44.97 kg m^?3 and the molar ratio MeOH:EC being varied between 4:1 and 16:1. The initial rate data were analysed using a power law model to aid process design. Copyright © 2005 Society of Chemical Industry     

KNO3/HMS催化酯交换法合成碳酸二月桂酯

研究了KNO₃/HMS对碳酸二甲酯（DMC）与月桂醇酯交换反应制备碳酸二月桂酯（DDC）的催化性能。用XRD、FTIR对KNO₃/HMS催化剂进行了表征,采用Hammett指示剂-苯甲酸法测定了催化剂碱强度和碱量分布的情况,并考察了KNO₃负载量、焙烧温度以及反应条件对KNO₃/HMS催化剂性能的影响。研究表明,KNO₃负载后载体HMS仍保持良好的孔结构,KNO₃的最佳负载量为13%（质量分数）,催化剂的总碱量也在此时达到最高,最佳焙烧温度为600℃;在反应物DMC/月桂醇摩尔比为1∶4、DMC的滴加温度为140℃、反应时间为5 h、催化剂用量为反应物总质量的1%条件下,催化剂的效果最佳,DDC的收率和选择性分别为81.9%和99.5%。     

MgO/NaY催化甲醇与碳酸乙烯酯酯交换合成碳酸二甲酯

以硝酸镁为前体,通过等体积浸渍法制备不同负载量的MgO/NaY催化剂,用CO2-TPD和TEM对催化剂进行了表征,考察MgO负载量、反应温度、反应时间等条件对甲醇与碳酸乙烯酯（EC）酯交换反应合成对碳酸二甲酯（DMC）的影响。实验结果表明：MgO的负载量对催化剂表面的碱量和MgO分散程度有着重要影响。高分散的MgO物种越多,其催化剂碱量越高。采用12%MgO/NaY为催化剂、反应温度70 ℃、n(甲醇)∶n(EC)= 8∶1、反应时间3 h时,EC的转化率和DMC的选择性最佳,DMC收率高达89%。     

V-Cu氧化物催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应

研究了一系列钒-金属复合氧化物对碳酸二甲酯(DMC)和苯酚酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)的催化性能,实验结果表明,钒-铜复合氧化物是较好的酯交换合成DPC的催化剂。考察了V/Cu摩尔比,催化剂用量,DMC用量和反应时间对酯交换反应的影响,得到较佳的反应条件： n(V):n(Cu) = 4:1,苯酚用量0.16 mol,V-Cu复合氧化物催化剂的用量为苯酚用量的3.1%（质量比）, n(DMC) : n(苯酚) = 1.5 :1,反应时间9～15 h。在此条件下反应9 h,苯酚的转化率为41.9%,甲基苯基碳酸酯(MPC)及DPC的总收率为40.3%。催化剂重复使用4次后苯酚转化率从41.9%降到29.1%,多次重复使用后的催化剂在空气氛中焙烧即可再生,再生催化剂的催化性能几乎和新鲜催化剂相当,苯酚转化率达到39.8%。     

镁铝复合氧化物负载NaAlO2催化剂制备及其催化性能研究

以恒定pH共沉淀法制备的镁铝水滑石为前驱体,NaAlO₂为活性组分,在一定温度下焙烧得到镁铝复合金属氧化物负载铝酸钠催化剂。利用XRD、SEM、BET、CO₂-TPD、DSC-TG等手段对催化剂进行表征,发现通过高温焙烧可实现铝酸钠在镁铝复合金属氧化物表面的稳定分散。该催化剂可在温和反应条件下催化碳酸乙烯酯和甲醇酯交换反应合成碳酸二甲酯（DMC）和乙二醇（EG）,表现出高催化活性及对产物的高选择性。在醇酯物质的量比为10∶1、4 h、65 ℃条件下,DMC收率为74.8%,对DMC和EG的选择性均为100%。循环实验过程中,催化剂表现出较好的稳定性,使用5次后催化活性未见明显下降。该催化剂制备方法简单、成本低,催化剂易与产物分离,可多次重复使用,是一种低温高活性酯交换固体碱催化剂,具有一定的工业应用前景。