固体碱催化剂MOZrO2-La催化剂的制备及分析.docVIP

固体碱催化剂MOZrO2-La催化剂的制备及分析 本文ZrO2为载体，为，浸渍法经高温焙烧固体碱催化剂。X射线衍射CO2-TPD分析所制得的催化剂碱性。考察其催化碳酸二甲酯DMC)和异辛醇EHOH)酯化合成碳酸二异辛酯(DEHC)的反应活性红外光谱测试、核磁共振测试、质谱测试、气相色谱测试等方法产物表征，证明与碳酸二异辛酯的结构相吻合，色谱在线跟踪反应表明反应进行h时已经产生碳酸二异辛酯，进行h时中间产物消失， 催化剂的活性随固体碱的碱性增强而提高。制备方法及焙烧温度对催化剂的结构、碱度及催化活性有很大的影响。催化剂的活性随稀土助剂La添加量的增加而提高，当La的添加量为0.7%、焙烧温度为700℃时活性达到最大。 关键词：固体碱催化剂；ZrO2；；碳酸二异辛酯；(1)反应条件温和，特别适应于一些很敏感的化物。(2)具有高活性、高选择性、副反应少。通常有较高的产率，可避免在均相条件下反应生成混合物。(3)操做方便、后处理简单，一般只需要过滤和蒸去溶剂，并可多次循环使用。尤其在精细化学品成方面，可使反应工艺过程连续化因此，在提倡绿色环保、绿色化学的今天，可望成为新一代环境友好的催化材料。绿色环保原料酯DMC)与高碳醇通过酯交换反应，可制得一系列性能各异的高碳醇碳酸酯。例如碳酸二苯酯DPC)，是一种重要的有机碳酸酯低毒、无污染，是一种重要的环保化工产品。近年来，由于聚碳酸酯具有良好的机械、光学和电子性能，在电子电器、机械、航空、交通、医疗等各行各业都得到了广泛应用。长链烷基碳酸酯是一种透明的液体或油状物，具有低倾点润滑性、耐磨性是一种很好的润滑油基材。实验所用试剂氯氧化锆氨水硝酸硝酸硝酸银碳酸二甲酯异辛醇表.1为实验中所用到的仪器和设备。 表.1 实验仪器设备表 名称 型号 生产厂家 X射线衍射仪 Rigaku D/Max-IIIA 日本理学公司 程序升温控制仪自制 美国Nicolet公司 核磁共振仪A-300型德国Bruker公司质谱仪 6890/5973型 美国安捷伦 气相色谱仪 GC-9A 日本岛津 .2 实验方法 1.2.1 改性固体碱催化剂的制备 将质量分数为氯氧化锆的0.4%，0.5%，0.6%，0.7%的硝酸水溶液颈瓶中水浴加热至0℃搅拌氨水溶液，进行沉淀，控制沉淀pH=10，继续搅拌，，，直至无氯离子所得在0℃干燥h。将干燥滤饼研磨，与硝酸镁按n(Zr):n(Mg)= 1:0.4在溶液中浸渍0、600、700℃下焙烧6 h 1.2.2 催化剂活性研究 通过碳酸二甲酯与异辛醇酯交换反应评价催化剂的性能，确定实验条件为常压，反应时间h，nDMC): n(EHOH) =0.7:1，催化剂用量为原料总质量的1.5％。碳酸二甲酯（DMC）和异辛醇（EHOH）酯交换合成碳酸二异辛酯（DEHC），主要进行以下两步反应[]： 图2.1 浸渍法制备MgO/ZrO2催化剂的XRD谱图 图为固体碱催化剂MgOZrO2的XRD谱图。XRD表征ZrO2四方相和单斜混杂状态四方相，随焙烧温度的升高，单斜相突出衍射峰未检测到MgO的衍射峰可能是硝酸分解成MgO未达到其检测阈值图为催化剂℃时的XRD谱图。XRD表征ZrO2ZrO2的晶相由单斜相向四方相转变，随着助剂添加量的增加，四方相ZrO2逐渐取代单斜相，当镧添加量为0.6%时，ZrO2的晶相为四方相，表明La的加入可稳定二氧化锆的四方相。 图2.2 浸渍法制备MgO/ZrO2-La2O3催化剂的XRD谱图 2.2 催化剂的CO2-TPD表征 图2.3 不同温度下的MgO/ZrO2的CO2-TPD图 图2.4 0.4% La的MgO/ZrO2-La2O3的CO2-TPD图 A 700℃ B 600℃ C 500℃ A 700℃ B 600℃ C 500℃ 以CO2为吸附质采用TPD技术对不同制备方法MgO/ZrO2催化剂的碱性进行测定结果如图所示脱附峰δ脱附峰δZrO2更加稳定，碱性也得到增强，可知随着La2O3，催化剂的催化活性越强，说明碱强度与活性成顺变关系，碱性越强，活性越强。 表.1 不同焙烧温度的催化剂的活性 温度℃) DEHC的产率(%) 500 42.86 600 48.64 700 51.00 表不同制备方法及焙烧温度的MgO/ZrO2催化剂催化合成DEHC的。℃时，各催化剂的催化活性均最低，当焙烧温度为700℃时，催化剂的催化活性最高。 表.2 不同镧添加量的催化剂的活性 0 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 DEHC的产率(%) 51.00 57.78 61.84 64.