| SO42-/MxOy型固体超强酸催化合成聚甲氧基二甲基醚 | |
| 赵峰 | |
| Subtype | 工程硕士 |
| Thesis Advisor | 夏春谷 ; 王清洋 |
| 2013-05-31 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Department | OSSO国家重点实验室 |
| Degree Discipline | 化学工程 |
| Keyword | 聚甲氧基二甲基醚 固体超强酸 So42-/fe2o3 甲醇 三聚甲醛 Polyoxymethylene Dimethyl Ethers Solid Superacid Methanol Trioxan |
| Abstract | 聚甲氧基二甲基醚（DMMn）为甲醇的下游产品，其中DMM3-8 具有较高的含氧量和十六烷值，粘度和蒸汽压与柴油相近，可直接作为柴油添加剂，无需改变发动机的供油系统。在柴油中添加10%~30% 可有效降低一氧化碳和氮氧化合物的排放，是目前世界上公认的清洁油品添加剂。 本文以固体酸为催化剂，对甲醇与三聚甲醛缩合制备 DMMn 的反应进行了研究。首先选取SO42-/TiO2、SO42-/SiO2、SO42-/Al2O3、SO42- /Fe2O3 四种 SO42-/MxOy型固体超强酸为催化剂，实验表明 SO42-/Fe2O3 催化效果优于其它催化剂。以SO42-/Fe2O3 为催化剂，比较了以甲醇和三聚甲醛、甲醇和甲醛、甲缩醛和甲醛、甲缩醛和三聚甲醛为原料的活性，结果表明以甲醇和三聚甲醛为原料反应效果最好。其次，系统考察了浸渍液浓度、浸渍时间、陈化时间、焙烧温度等催化剂制备条件以及醇醛比、反应温度、反应时间、反应压力等反应条件对目标产物DMM3-8 选择性的影响。最后，以SO42-/Fe2O3为基础，探索了多元和复合型固体酸催化剂的催化性能。 以 SO42-/Fe2O3 为催化剂时，甲醇和三聚甲醛为原料制备 DMM3-8 的优化条件为：甲醇和三聚甲醛的摩尔比为 1.2:1，反应温度为 130 ℃，反应时间为 2 h，自生压力，催化剂的用量为 1.5%（占总反应物质量的百分数）。在该反应条件下，DMM3-8 的选择性可达24.8%，催化剂重复使用 4次仍具有较高活性。SO42-/Fe2O3的优化制备条件为：不陈化、硫酸浸渍浓度为 0.1~0.6 mol/L，浸渍时间为 0.5 ~1 h，焙烧温度为550 ℃。优化制备条件的SO42-/Fe2O3催化活性较好，DMM3-8的最高选择性可达31.2%。 在SO42-/Fe2O3催化剂中引入第二种金属、磁性材料、分子筛，催化剂的性能有较好的改观。添加适量锆制备的SO42-/Zr-Fe2O3，DMM3-8的最高选择性可达28.7%，并且使反应时间缩短为1h。以磁性四氧化三铁为核，氧化铁为壳将催化剂制成核壳结构，催化性能与SO42-/Fe2O3相当，同时催化剂还具有一定磁性，反应结束后在外加磁场条件下可使催化剂与产物分离，操作简单方便。SO42-/Fe2O3-MCM-41复合型催化剂基本维持了SO42-/Fe2O3的活性，而且分子筛的引入使催化剂比表面积增大、比重降低，有效解决了因催化剂比重大不易充分搅拌的问题。 |
| Funding Project | 均相催化研究组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/5555 |
| Collection | 羰基合成与选择氧化国家重点实验室（OSSO） |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 赵峰. SO42-/MxOy型固体超强酸催化合成聚甲氧基二甲基醚[D]. 中国科学院大学,2013. |
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| 201362赵峰.pdf（2180KB） | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | |||
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