论文部分内容阅读
异佛尔酮为丙酮的一类三分子缩合产物,其作为一种重要的化工中间体,由于其具有良好的溶解性能而常用于树脂、涂料等高分子材料的优质溶剂,此外,异佛尔酮还广泛应用于聚氨酯、医药、农药、涂料等行业。近年来,随着异佛尔酮的需求量不断增加及绿色化学的发展,丙酮气固相缩合制备异佛尔酮这一绿色工艺路径越来越受到重视。本文工作有三部分：第一部分采用共沉淀法,通过改变前驱体合成中沉淀剂、镁铝比、金属掺杂及掺杂含量,制备出一系列不同组成的复合氧化物,通过XRD、N2物理吸附、IR、CO2-TPD等手段对催化剂进行了表征,在小型固定床反应器上考察了其催化性能。研究结果表明,在以氨水为沉淀剂合成前驱体、镁铝比为1.75、使用金属镧掺杂且La的百分含量为2%时,在反应温度为250℃、空速为1.6h-1的反应工艺条件下丙酮转化率(CAC)为41.3%,异佛尔酮选择性(SIP)为71.5%,异佛尔酮收率(YIP)为28.5%。第二部分工作采用共沉淀法合成了掺钙的钙镁铝复合氧化物(CMA),将所得氧化物在不同温度、时间、浓度和固液比条件下用KF溶液浸渍改性,同时结合第一部分工作对前驱体以氨水为沉淀剂合成的镁铝复合氧化物(MA)和镧镁铝复合氧化物(LMA)用KF溶液浸渍改性,通过XRD,CO2-TPD、N2-物理吸附和SEM对催化剂进行了表征,在小型固定床上考察了催化剂的催化性能。研究结果表明,KF改性后所得样品仍以氧化镁和少量尖晶石相为主,改性后的催化剂比表面积略有增加,孔径变小,粒径更加均一,碱性增强、碱量增加。在浸渍温度为40℃,KF溶液浓度为0.3mol/L,固液比为6：100的条件下对LMA改性,当反应温度为250℃,空速为1.6h-1时,丙酮转化率为27.6%,异佛尔酮选择性和收率分别为80.1%和23.0%。第三部分工作采用葡萄糖为碳源,以共沉淀法制备了不同碳含量的杂化前驱体(MA-LDH/C),焙烧后得到一系列比表面积较大的镁铝复合氧化物(MA-H),通过XRD、N2-物理吸附和CO2-TPD对所制备的催化剂进行了表征,同时在小型固定床上考察了其催化反应性能。研究结果表明,以葡萄糖为碳源制备的碳杂化的前驱体保留了水滑石层状结构,但随着合成原料中糖含量的增加,层状结构有序度逐渐降低,焙烧后所得MA-H比表面积较大,当葡萄糖百分含量为13%时,比表面积最大,为283m2/g；催化剂的碱性强度及碱量均随着糖含量的增加而增加。催化反应结果表明,当糖含量为2%时,与MA样品相比,MA-H的丙酮转化率略有下降,由43.3%降至37.9%,但SIP、YIP均明显增大,分别由47.0%和19.8%增加致66.4%和25.6%。