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固体酸催化剂是工业上应用最为广泛的一类酸催化剂,其催化选择性高、副产物少、易分离、产物后处理简单、对设备无腐蚀且绿色环保,但同时也存在一些不足。本文主要针对现存固体酸孔径小、比表面积低、易溶胀等缺陷,通过对现存方法进行优化改进,以四种不同孔径的硅胶为载体,载体孔道为微反应器,通过对其进行物理和化学改性得到新型有机复合固体磺酸,并考察了偶联剂浓度、单体浓度、聚合温度、磺化剂量、磺化温度、磺化时间等对固体酸酸量的影响。具体如下:1.物理改性:直接以活化硅胶孔道为反应场所,在AIBN作用下,80℃引发苯乙烯聚合反应10h(其中DVB为交联剂),进一步在150℃磺化反应5h(浓硫酸为磺化剂);2.化学改性:以乙烯基三甲氧基硅烷为改性剂,50℃下反应24h,再以偶氮二异丁腈为引发剂,80℃引发单体聚合(其中苯乙烯为单体,二乙烯基苯为交联剂),以浓硫酸为磺化剂,150℃下磺化反应5h。通过BET、IR、SEM、TG-TGA、Py-IR、元素分析、化学滴定等手段对该固体酸催化剂进行结构及酸性质表征。BET结果表明固体酸的孔径及比表面积较硅胶载体有明显降低;元素分析表明固体酸C、H、S含量与空白硅胶相比均有明显增大;IR图中有明显的苯环及磺酸根的特征吸收峰;SEM表明改性后小硅球颗粒间空隙明显变小,硅球之间相互粘连;TG及TGA结果表明在200℃以上时固体酸的活性组分开始发生大幅度分解,说明该固体酸的耐热稳定性较好;Py-IR结果显示本实验所得固体酸表面既有L酸也有B酸,采用化学滴定法对固体酸酸量进行测定,测得最优条件下制备的固体酸酸量较高,且化学改性所得固体酸酸量明显高于物理改性所得,最高可达5.54mmol/g,明显高于732型磺酸树脂(酸量仅为1.52mmol/g)。本文以乙酸乙酯的合成实验为例,分别在间歇式反应器和连续固定床反应器内对制备的固体酸进行催化活性及稳定性考察,并考察酯收率的影响因素。结果表明间歇使用固体酸催化剂,酯收率高达85%,且可重复使用13次以上;连续使用该催化剂,其使用寿命高达40h以上,说明该催化剂催化活性较高使用寿命较长。此外,本文探索了催化剂的失活原因:一方面是由于催化剂载体骨架遭到破坏(即机械强度不高),造成活性组分的流失,另一方面可能是由于苯磺酸生成了苯磺酸盐所致。