負載型矽鎢酸催化劑助催化四氫呋喃

四氫呋喃是一種高極性,低沸點性能優良的低毒溶劑,廣泛用作表面塗料、防腐塗料和薄膜塗料的溶劑,其最主要的用途是生產聚四亞甲基醚二醇(PTMEG),聚氨酯彈性體和聚氨酯人造革等。還用做酯化反應和聚合反應中的溶劑,在醫藥中合成一些激素藥的原料。

我國主要採用糠醛法生產四氫呋喃,此法原料消耗多,工藝複雜,裝置規模小,產量少, 環境污染嚴重。而以磷酸/硫酸為催化劑,1,4-丁二醇為原料液相環化脫水製備四氫呋喃工藝簡單,催化劑活性高,但磷酸/硫酸對設備腐蝕嚴重,且液態酸催化劑和產品分離困難對環境造成污染。

四氫呋喃圖片

以磷鎢酸、矽鎢酸為代表的鎢雜多酸是一類由氧原子橋接金屬原子形成的金屬氧簇化合物。具有良好的催化性能,是一種高效的雙功能催化劑,不僅具有酸催化性能,還具有氧化還原催化性能。雜多酸結構穩定,可以用在均相或者非均相催化環境,也可以和相轉移催化劑共同使用,對環境無污染,對設備腐蝕性小,是一種很有發展前途的綠色催化劑。

有研究人員提出一種負載型矽鎢酸催化劑,可以解決環境污染的弊端。這種催化劑的製備需要以高嶺土為載體。

催化劑的製備過程:將矽鎢酸溶解於蒸餾水中,使矽鎢酸水溶液的體積等於載體的孔體積,並浸漬到載體上 (即等孔體積浸漬法),載體選用高嶺土,在120-220℃下焙燒2~6個小時,在焙燒過程中每隔20~40min攪拌一次,以使矽鎢酸均勻的負載在載體上。催化劑中矽鎢酸的含量為浸漬液中矽鎢酸的品質與被浸漬的高嶺土的品質比,製成的催化劑中含矽鎢酸的品質百分含量在5~25%之間。

催化劑活性測試方法:取150毫升的1,4-丁二醇加熱至230℃沸騰時加入0.5g的催化劑反應,隨反應的進行用氣相色譜分析精餾出的產物和反應釜中的反應物中的1,4-丁二醇和四氫呋喃的濃度,計算轉化率和選擇性,最後得出結論,含矽鎢酸為5%的高嶺土反應時間為180分鐘催化劑的轉化率和選擇性均高於95%。

由此可知,負載型矽鎢酸催化劑具有良好的催化1,4-丁二醇環化脫水製備四氫呋喃的活性,無污染,低成本,高效益。

 

 

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