磷鎢酸銫催化劑制取羧酸酯

羧酸酯是一類重要的精細化學品,主要用於精細化工、醫藥、農藥等 目前工業上生產各類酯多是以 H2SO4, HF, H3PO4等液體酸為催化劑。儘管液體酸價廉,催化活性也較高,但工藝複雜,副反應多,產品等級不高,設備腐蝕嚴重,產生大量含酸廢水,污染環境,且催化劑不能重複使用。

羧酸酯图片

磷鎢酸銫是固體超強酸的一種,由於具有強而均一的質子酸特性和獨特的“准液相”行為在酸催化領域如日中天,但是單體磷鎢酸銫對於羧酸酯是無能為力的,這主要是因為它的比表面積小,易溶於極性溶劑,使得回收及重複使用困難,為克服上述缺陷,有學者將磷鎢酸銫負載於多孔載體上來提高其比表面積,並試圖將其作為多相催化劑使用。

幾番嘗試,學者們一致認為使用Y型沸石負載磷鎢酸銫是極佳的方案,使用負載型磷鎢酸銫鹽催化羧酸酯具有非常高的綜合催化性能。

研究表明,以Y型沸石為載體負載磷鎢酸銫催化劑在催化制取羧酸酯過程中表現出超強酸性和近超強酸性, 負載量為30%時仍然可以高度分散在載體表面, 且載體結構不坍塌; 磷鎢酸銫和Y型沸石合體後,酯化反應的催化活性明顯提高,正丁醇的轉化率從 49.5%上升到 86.4%,Y型沸石負載的磷鎢酸銫轉化率高達 94.6%, 且乙酸正丁酯的選擇性為 100%。

事實證明,以Y型沸石為載體的負載型磷鎢酸銫是完美的酸類催化劑替代方案,不僅催化效果好,還能重複使用,實踐證明,該催化系統經過 5 次反復使用後,負載型磷鎢酸銫鹽的催化活性仍高達 81.6%,表現出較強的持續性。

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