磷钨酸铯催化剂制取羧酸酯

羧酸酯是一类重要的精细化学品,主要用于精细化工、医药、农药等 目前工业上生产各类酯多是以 H2SO4, HF, H3PO4等液体酸为催化剂。尽管液体酸价廉,催化活性也较高,但工艺复杂,副反应多,产品等级不高,设备腐蚀严重,产生大量含酸废水,污染环境,且催化剂不能重复使用。

羧酸酯图片

磷钨酸铯是固体超强酸的一种,由于具有强而均一的质子酸特性和独特的“准液相”行为在酸催化领域如日中天,但是单体磷钨酸铯对于羧酸酯是无能为力的,这主要是因为它的比表面积小,易溶于极性溶剂,使得回收及重复使用困难,为克服上述缺陷,有学者将磷钨酸铯负载于多孔载体上来提高其比表面积,并试图将其作为多相催化剂使用。

几番尝试,学者们一致认为使用Y型沸石负载磷钨酸铯是极佳的方案,使用负载型磷钨酸铯盐催化羧酸酯具有非常高的综合催化性能。

研究表明,以Y型沸石为载体负载磷钨酸铯催化剂在催化制取羧酸酯过程中表现出超强酸性和近超强酸性, 负载量为30%时仍然可以高度分散在载体表面, 且载体结构不坍塌; 磷钨酸铯和Y型沸石合体后,酯化反应的催化活性明显提高,正丁醇的转化率从 49.5%上升到 86.4%,Y型沸石负载的磷钨酸铯转化率高达 94.6%, 且乙酸正丁酯的选择性为 100%。

事实证明,以Y型沸石为载体的负载型磷钨酸铯是完美的酸类催化剂替代方案,不仅催化效果好,还能重复使用,实践证明,该催化系统经过 5 次反复使用后,负载型磷钨酸铯盐的催化活性仍高达 81.6%,表现出较强的持续性。

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