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固体碱催化甲醛与异丁醛液相缩合反应的研究

作　者: 赵宁博
导　师: 王艳芹
学　校: 华东理工大学
专　业: 工业催化
关键词: 固体碱催化剂羟醛缩合水滑石镁锆氧化物
分类号: TQ223.162
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

新戊二醇(Neopentyl glycol, NPG)主要用于生产聚酯树脂、增塑剂和泡沫塑料等。目前工业生产的主要方法是康尼查罗法和催化加氢法。康尼查罗法工艺成熟,但需消耗大量的甲醛和液碱,生成的甲酸盐分离困难,产品质量差,而且产生大量废液,污染环境。催化加氢法第一步反应与康尼查罗法基本相似,只是选用的催化剂为三乙胺,第二步是分离后的羟醛中间体再催化加氢还原成相应的产品。催化加氢法其缩合催化剂改用弱碱性质的三乙胺后,所需的反应温度相应提高,随之操作压力也要提高以维持在液相下操作,设备要求高。而且加氢之前的中间体与催化剂分离需在惰性气体的保护下进行,操作不便。本课题设想将催化加氢活性组分(贵金属或过渡金属)负载到固体碱上,合成催化缩合加氢双功能金属/固体碱催化剂,使缩合加氢合成新戊二醇的过程在一个反应器中进行。本论文主要是对甲醛与异丁醛在固体碱催化作用下的液相缩合反应进行研究,为下一步双功能催化剂的合成和加氢反应的研究打下基础。研究内容主要包括两部分：1、合成固体碱催化剂,包括水滑石,羟基磷灰石,镁锆复合氧化物等,并进行催化活性的测试和催化剂的筛选。本文重点研究了水滑石和镁锆氧化物为催化剂的甲醛与异丁醛的缩合反应,并考察了各种因素包括相转移催化剂CTAB、原料投料比、溶剂等对反应体系的具体影响。在最佳条件下,重构镁铝水滑石体系中异丁醛的转化率为75%,2,2-二甲基-3-羟基丙醛(Hydroxypivaldehyde, HPA)的选择性为94%；镁锆体系中的转化率为95%,选择性为92%。2、通过XRD、BET、ICP、TPD、DRIFTS和XPS等现代分析技术对合成的催化剂的结构和表面性质进行分析,以确定催化剂的活性组分及催化剂表面的活性位,对固体碱催化羟醛缩合反应的机理进行探索。

固体碱催化甲醛与异丁醛液相缩合反应的研究

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