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目前醋酸正丁醇的酯化反应以硫酸作为催化剂,催化活性很高,但存在腐蚀设备,三废污染等缺点。而环境友好型层状固体酸,因其表面强酸性、选择性好、无污染等优点,是一类重要的酯化催化剂。本文采用高温固相法成功制备了具有明显层状结构的K3Ti5NbO14,经质子交换获得H3Ti5NbO14固体酸,通过柱撑的方法合成了TiO2-H3Ti5NbO14复合材料,经硫酸浸渍,获得超强酸材料SO42-/TiO2-H3Ti5NbO14。利用XRD、SEM、TEM、BET、TG-DTG、FT-IR、NH3-TPD等对催化剂的物相、形貌、结构及酸性特征进行表征。利用醋酸正丁醇酯化反应考察各催化剂的催化性能。研究结果表明：层状K3Ti5NbO14经质子交换后得到H3Ti5NbO14固体酸,因其离子半径r(H+)<r(K+),层板间距变小,BET比表面积减小近6倍,但仍保持完整的层状结构。经TiO2柱撑的TiO2-H3Ti5NbO14复合材料的层间距、比表面积及孔容都有所增大,但没有对主体层板的层状结构及骨架振动产生重大影响。经硫酸浸渍后的样品SO42-/TiO2-H3Ti5NbO14及其经500℃焙烧后的样品的结构特征发生明显变化,在高温热处理过程中,其层间吸附水及结晶水的脱除,使其主晶面(001)面明显向高角度移动,层间距变小,但同时又使其形貌变得蓬松,孔容和BET比表面积都明显增大。而且酸性特征研究发现,样品的酸强度及酸量顺序均为：SO42-/TiO2-H3Ti5NbO14-500℃>H3Ti5NbO14>>TiO2-H3Ti5NbO14。选择正丁醇/醋酸摩尔比、反应温度、反应时间、催化剂用量四种因素作为试验考察因素指标,同时对每个因素取三个水平进行正交设计,考察各催化剂对醋酸正丁醇酯化反应的催化活性。试验结果表明：H3Ti5NbO14、TiO2-H3Ti5NbO14及SO42-/TiO2-H3Ti5NbO14-500℃催化酯化反应的优方案有所不同。H3Ti5NbO14的酯化率可达到55.61%。而TiO2-H3Ti5NbO14因其较低的酸量、酸强度以及较大的比表面积,对醋酸正丁醇酯化反应起到促进逆反应的作用。但经硫酸浸渍后的样品对酯化反应的催化活性很好,在优方案下酯化率高达72.5%,这主要归功于其较高的酸量及酸强度。选用催化效率最高的SO42-/TiO2-H3Ti5NbO14-500℃作催化剂进行单因素优化试验,获得最适宜的反应条件。研究表明所制备的催化剂对醋酸正丁醇酯化反应有很高的活性,且酯化率与催化剂的酸量及酸强度密切相关。