2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮铈及其助剂的合成应用研究

论文摘要

伴随着经济的发展，世界环境状况日趋恶化。由于汽车尾气排放是最大的污染源之一，提高汽油质量势在必行。使用汽油添加剂包括汽油辛烷值改进剂（抗爆剂）是提高车用汽油质量最有效和最经济的方法。目前市场应用最广的是甲基叔丁基醚（MTBE）。由于其对地下水有污染，将逐渐退出燃料添加剂市场。有学者认为以高效金属有机抗爆剂为基础的复合添加剂将是热点。在这种背景下，我们课题组展开了新型金属抗爆剂的研发，合成了高效的金属抗爆剂2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮铈（Ce（thd）4）及其助剂二异丁烯（DIB）。以叔戊酸为原料经酯化、Claisen缩合制备了配体2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮（Hthd），然后与铈盐络合得到产品2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮铈。主要研究了配体Hthd的合成方法。通过正交试验得到了优化实验条件：以乙醇钠的乙醇溶液为催化剂，酯酮摩尔比为1.2：1，反应温度90℃，溶剂用量10mL，反应时间5小时。产品Ce（thd）4经熔点测定和质谱认证。探讨了Ce（thd）4的抗爆机理。在文献的基础上以国产强酸型阳离子交换树脂732为催化剂，叔丁醇为选择性改进剂合成了二异丁烯。正交试验得到的二异丁烯合成的优化工艺条件为：反应温度90℃，反应时间2小时；醇烯摩尔比0.5％：1，催化剂用量为1％。产品经标准品定性，气相色谱法定量。油溶性和腐蚀性试验结果表明，产品2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮铈符合要求，适宜作为汽油辛烷值改进剂。辛烷值应用性能检测表明：二异丁烯添加量为5％（体积分数），铈添加量为0.016g／L，可将催化裂化汽油（FCC）升级为合格的90#车用汽油；二异丁烯添加量为10％时，铈添加量为0.08g／L，可将90#车用汽油升级为93#高级汽油。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 汽车尾气污染及相关法规标准
• 1.2 爆震的形成和抗爆剂作用机理
• 1.2.1 爆震的形成
• 1.2.2 抗爆剂作用机理
• 1.3 主要的汽油抗爆剂种类
• 1.3.1 金属类抗爆剂
• 1.3.2 非金属类抗爆剂
• 1.4 本文研究课题的确定和合成路线的选择
• 4）性能及用途'>1.4.1 2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铈（Ce（thd）₄）性能及用途
• 1.4.2 2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铈的合成方法
• 1.4.3 异丁烯及二异丁烯的用途
• 1.4.4 二异丁烯的合成方法
• 2 2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铈的合成研究
• 2.1 主要试剂及规格
• 2.2 主要实验和检测仪器
• 2.3 叔戊酸乙酯的合成
• 2.3.1 反应步骤和产品分析
• 2.3.2 反应的影响因素和最佳实验条件的确定
• 2.3.3 结果与讨论
• 2.4 2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮的合成
• 2.4.1 反应步骤、机理和产品分析
• 2.4.2 反应的影响因素和最佳实验条件的确定
• 2.4.3 结果与讨论
• 2.5 2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铈的合成
• 2.6 2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铈的抗爆机理
• 2.7 小结
• 3 二异丁烯的合成研究
• 3.1 主要试剂及规格
• 3.2 主要实验和检测仪器
• 3.3 合成步骤与检测定量
• 3.3.1 阳离子交换树脂交换容量的测定
• 3.3.2 二异丁烯合成步骤
• 3.3.3 二异丁烯含量的检测
• 3.4 反应的影响因素和最佳实验条件的确定
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 实验数据表
• 3.5.2 各因素对收率的影响
• 3.5.3 各因素对转化率的影响
• 3.5.4 各因素对选择性的影响
• 3.6 小结
• 4 2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铈及助剂的应用性能检测
• 4.1 试剂及仪器
• 4.2 油溶性和腐蚀性试验
• 4.2.1 油溶性实验
• 4.2.2 腐蚀性实验
• 4.3 辛烷值改进剂添加效果的测定
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铈的单独添加效果
• 4.4.2 二异丁烯（DIB）的单独添加效果
• 4.4.3 混合添加效果
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 原始谱图
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢