凹凸棒石负载磷钨酸催化合成乙酸正丁酯-分子催化.PDF

　第２２卷 第２期 分　　子　　催　　化 Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２　 　２００８年４月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＭＯＬＥＣＵＬＡＲＣＡＴＡＬＹＳＩＳ（ＣＨＩＮＡ） Ａｐｒ．　２００８　 文章编号：１００１３５５５（２００８）０２０１３７０５ 凹凸棒石负载磷钨酸催化合成乙酸正丁酯 １ １ １ １ ２ 李贵贤 ，王晓宁 ，司海娟 ，汪孔照 ，胡东成 （１．兰州理工大学　石油化工学院，甘肃 兰州７３００５０；２．西北师范大学　化学化工学院，甘肃 兰州７３００７０） 摘　要：用凹凸棒石为载体制备了负载型磷钨酸催化剂，以乙酸和正丁醇为原料合成了乙酸正丁酯．考察了催化 剂的制备条件（负载量，焙烧温度，酸浸泡浓度）及反应时间、反应温度、醇酸比和催化剂用量对反应的影响．最 优的反应条件为：反应温度 １１５℃，反应时间１５０ｍｉｎ，醇酸比２．５∶１，催化剂用量３％（按反应体系总质量计 算），在此条件下，酯化率可达９４．０％． 关　键　词：凹凸棒石；负载杂多酸；乙酸正丁酯；酯化反应 中图分类号：Ｏ６４３３２　　　文献标识码：Ａ ［１］ 　　乙酸正丁酯 是一种重要的化工原料，是制 １实验部分 药，制革，化工，香料等行业广泛应用的原料．目 前工业上大多以硫酸作催化剂，其缺点是硫酸具有 １．１主要仪器与试剂 氧化，磺化，脱水和异构化作用，会导致一些副反 傅立叶变换红外光谱分析仪（ＦＴＩＲ）（美国 应发生，反应后产物处理复杂，并有大量的废液污 Ｎｉｃｏｌｅｔ公司 ５５０红外仪）；ＤＺ３３２０Ａ差热分析仪 染环境，腐蚀设备．杂多酸（ＨＰＡ）作为一种新型环 （北京恒久科学仪器厂）；ＡＳＡＰ２０１０比表面积和孔 保的绿色催化材料一直受到催化领域的广泛重 径分布仪（美国Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ公司）． 视［２～３］，而且其“准液相行为”和多功能（强酸性， 所有试剂为分析纯． 强氧化性，光电催化）催化等优点，对环境污染小， １．２催化剂的制备 ［９］ 使其具有非常重要的应用价值．但是，杂多酸比表 十二磷钨酸（ＰＷ ）参考文献 制备，天然 １２ 面积小（ ２ １０ｍ／ｇ），且存在催化剂回收困难等问 ＰＡＬ材料在用作催化剂载体前，先进行酸改性和热 题．因此，在实际应用中应将杂多酸负载在合适的 处理，即在一定浓度的硫酸中搅拌 １ｈ，然后过滤 载体上，大大提高其比表面积，进行非均相催化 洗涤至中性，在８０℃下烘干研细，再用马弗炉在 反应． 一定温度下焙烧２ｈ，备用．将自制的ＰＷ 溶于一 １２ 目前已研究过的载体主要有活性炭，ＳｉＯ， 定量蒸馏水中，再加入一定量的改性ＰＡＬ，搅拌均 ２ ＡｌＯ，分子筛，ＴｉＯ，膨润土和离子交换树脂 匀，然后６５℃烘干，备用． ２ ３ ２ 等［４～７］．制备的方法有浸渍法，溶胶—凝胶法和水 １．３乙酸正丁酯的合成 ［８］ 反应在配有磁力搅拌，分水器，回流装置的１０ 热分散法等．凹凸棒土又名坡缕石 （Ｐａｌ