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硫酸钙晶须是以石膏为原料,在人工控制的条件下生长的硫酸钙纤维状晶体,它有着单晶结构。因其近于完整的晶体结构、均匀的横截面、尺寸细小等优点被广泛应用于改性复合材料及涂料、油漆,环境工程领域,可代替传统摩擦材料。硫酸钙晶须是一种活性高、性能优异、价格低廉、有极好性价比的绿色环保材料,并且其本身没有毒性,因此属于环境友好型的材料。本论文主要研究两种不同的硫酸钙晶须,着重研究其增强复合材料外的其它性能——催化性能。目前大多数的酯交换反应都要有催化剂的加入,传统的强酸和强碱催化剂催化效果好,价格低廉。但其产生的大量废液成为不可忽视的环境问题,对设备腐蚀性强,不符合可持续发展战略。本课题以硫酸钙晶须这种新型晶须材料为研究对象,将其应用到酯交换反应中,这种催化剂对设备无腐蚀,不污染环境。本论文以醋酸正丁酯的合成来考察硫酸钙晶须的催化性能。选择醋酸甲酯和正丁醇为反应物,两种不同的硫酸钙晶须为催化剂。通过实验得到最佳反应工艺条件:(1)改性硫酸钙晶须为催化剂时,酯醇摩尔比为3,硫酸钙晶须添加量为2%,超声波频率为25kHz,反应温度为110℃,反应时间为6h时,酯化的产率可达到73%以上;(2)未改性硫酸钙晶须为催化剂时,酯醇摩尔比为3,硫酸钙晶须添加量为反应总量的2%,超声波频率为20kHz,反应温度为110℃,反应时间为6h时,酯化的产率可达到59%以上。此外,由醋酸正丁酯的产率可看出两种晶须对于该反应的催化效果的差异。改性后的硫酸钙晶须的催化效果明显优于未改性的。最后,研究醋酸甲酯与正丁醇在硫酸钙晶须催化下的酯交换反应动力学。通过实验得出反应表观活化能Ea=5.243KJ/mol,阿伦尼乌斯方程为k=3.8496×10~3exp(5243/RT),并建立了该酯交换反应的化学反应动力学模型为r=3.8496×10~3exp(5243/RT)cAcB。