固体碱催化合成脱氢乙酸

论文摘要

脱氢乙酸(DHA)为白色或淡黄色结晶粉末,是一种重要的化工原料、中间体和增韧剂,也是一种广谱性的低毒高效防腐、防霉剂。我国对DHA的合成研究起步较晚,与发达国家相比仍有较大差距,不能满足国内企业的需求。乙酰乙酸乙酯法制备脱氢乙酸因具有生产工艺简单、操作条件温和、安全环保性好等优点,被国内外企业所青睐,但该法的主要缺点是产品收率低,而催化剂的类型对其产率有很大影响。因此,研究、制备固体碱催化剂,并用于催化乙酰乙酸乙酯合成脱氢乙酸具有十分重要的工程价值和现实意义。本文以NaX分子筛为载体,以NaF、NaHCO3和Na2CO3三种碱性物质为前驱体,采用浸渍法制备固体碱催化剂NaHCO3/NaX、Na2CO3/NaX、NaF/NaX NaHCO3/Na2CO3/NaX和NaF/NaHCO3/Na2CO3/NaX等五种固体碱催化剂。通过实验考察了负载量、煅烧温度和煅烧时间等固体碱催化剂制备条件对脱氢乙酸产率的影响。结果表明,最适固体碱催化剂为NaF/NaX,其最佳制备条件为负载量20%,煅烧温度600℃,煅烧时间7h。测定了固体碱的含碱量和碱强度,并对固体碱进行了表征。以制得的固体碱NaF/NaX为催化剂,乙酰乙酸乙酯为原料合成脱氢乙酸的最佳工艺条件为催化剂用量0.02%,反应温度210℃,反应时间7h。在最佳条件下脱氢乙酸的产率可达81.0%。产品结构经熔点测定和红外分析进行了表征和确认。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 脱氢乙酸简介
• 1.2 脱氢乙酸合成工艺国内外研究进展
• 1.3 固体碱催化剂
• 1.3.1 固体碱简介
• 1.3.2 固体碱的分类
• 1.3.3 固体碱催化剂的制备方法
• 1.3.4 固体碱催化剂表征
• 1.3.5 固体碱催化剂在有机合成中的应用
• 1.4 本文研究内容和意义
• 2 实验部分
• 2.1 固体碱催化剂的制备与表征
• 2.1.1 实验主要试剂及仪器
• 2.1.2 实验方法
• 2.1.3 固体碱碱强度和含碱量测定及表征
• 2.2 脱氢乙酸的合成与表征
• 2.2.1 实验方法
• 2.2.2 分析方法
• 3 固体碱催化剂的制备与表征
• 3.1 固体碱载体和前驱体的选择
• 3/NaX型固体碱催化剂'>3.2 NaHCO₃/NaX型固体碱催化剂
• 3负载量对脱氢乙酸产率的影响'>3.2.1 NaHCO₃负载量对脱氢乙酸产率的影响
• 3.2.2 煅烧温度对脱氢乙酸产率的影响
• 3.2.3 煅烧时间对脱氢乙酸产率的影响
• 2CO₃/NaX型固体碱催化剂'>3.3 Na₂CO₃/NaX型固体碱催化剂
• 2CO₃负载量对脱氢乙酸产率的影响'>3.3.1 Na₂CO₃负载量对脱氢乙酸产率的影响
• 3.3.2 煅烧温度对脱氢乙酸产率的影响
• 3.3.3 煅烧时间对脱氢乙酸产率的影响
• 3.4 NaF/NaX型固体碱催化剂
• 3.4.1 NaF负载量对脱氢乙酸产率的影响
• 3.4.2 煅烧温度对脱氢乙酸产率的影响
• 3.4.3 煅烧时间对脱氢乙酸产率的影响
• 3/Na2CO₃/NaX型固体碱催化剂'>3.5 NaHCO₃/Na2CO₃/NaX型固体碱催化剂
• 3和Na₂CO₃总负载量对脱氢乙酸产率的影响'>3.5.1 NaHCO₃和Na₂CO₃总负载量对脱氢乙酸产率的影响
• 3.5.2 煅烧温度对脱氢乙酸产率的影响
• 3.5.3 煅烧时间对脱氢乙酸产率的影响
• 3/Na₂CO₃/NaX型固体碱催化剂'>3.6 NaF/NaHCO₃/Na₂CO₃/NaX型固体碱催化剂
• 3.6.1 负载量对脱氢乙酸产率的影响
• 3.6.2 煅烧温度对脱氢乙酸产率的影响
• 3.6.3 煅烧时间对脱氢乙酸产率的影响
• 3.7 固体碱碱强度和含碱量测定及表征
• 3/NaX类固体碱碱强度和含碱量测定'>3.7.1 NaHCO₃/NaX类固体碱碱强度和含碱量测定
• 2CO₃/NaX类固体碱碱强度和含碱量测定'>3.7.2 Na₂CO₃/NaX类固体碱碱强度和含碱量测定
• 3.7.3 NaF/NaX类固体碱碱强度和含碱量测定
• 3/Na₂CO₃/NaX类固体碱碱强度和含碱量测定'>3.7.4 NaHCO₃/Na₂CO₃/NaX类固体碱碱强度和含碱量测定
• 3/Na₂CO₃/NaX类固体碱碱强度和含碱量测定'>3.7.5 NaF/NaHCO₃/Na₂CO₃/NaX类固体碱碱强度和含碱量测定
• 3.7.6 固体碱催化剂的XRD表征
• 3.8 本章小结
• 4 脱氢乙酸的合成工艺优化
• 4.1 固体碱NaF/NaX催化合成脱氢乙酸
• 4.2 脱氢乙酸的表征
• 4.3 本章小结
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及发表学术论文