论文部分内容阅读
烯基芳烃化合物是合成农药、医药、香料、染料等精细化学品的重要中间体。芳烃化合物与炔烃的直接烯基化反应是简单、清洁、原子经济性的新合成路线。贵金属或有机金属配合物催化烯基化反应,配体与贵金属价格昂贵,反应效率受底物影响较大,难以用于实际生产;液体酸已经被用于催化烯基化反应,但存在污染环境、腐蚀设备、产品分离困难、催化剂不能重复使用等问题;沸石分子筛固体酸催化剂催化活性低,H3PW12O40/MCM-41固体酸稳定性差、再生困难。本文研究了La掺杂的SO42-/ZrO2和天然粘土(H-Clay)固体酸催化对二甲苯与苯乙炔的烯基化反应。采用N2吸附脱附、X射线衍射(XRD)、FT-IR、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等对催化剂进行表征,结合反应结果来揭示催化剂的构效关系。得到的主要结果如下:1.La掺杂改性的SO42-/ZrO2固体酸催化剂具有有序的介孔结构,且催化活性明显高于未改性的SO42-/ZrO2固体酸的催化活性。考察了原子比例nLa/(La+Zr)和反应条件对反应结果的影响。当原子比例nLa/(La+Zr)为0.1时,SO42-/meso-La2O3-ZrO固体酸催化剂的催化性能最好。最佳反应条件为:反应温度(Tr)170℃、反应压力1.0 MPa、进料体积空速(VHSV) 6 ml·h-1·g-1 cat.。在最佳条件下,可以获得98.4%的苯乙炔转化率和92.5%的目标产物(1-苯基-1-(2,5-二甲基苯基)乙烯)选择性。SO42-/meso-La2O3-ZrO2固体酸催化剂可以通过简便、价格低廉的焙烧过程完全再生。2.考察了介孔金属氧化物meso-La0.1Zr0.9O2的制备条件对SO42-/meso-La0.1Zr0.9O2固体酸催化剂催化对二甲苯与苯乙炔烯基化反应结果的影响,论文得到表面活性剂与金属离子摩尔比0.175、水热温度90℃、水热时间60 h、焙烧温度为550℃时,SO42-/meso-La0.1Zr0.9O2固体酸的催化性能最好。3.考察了硝酸铵交换次数(Nc)、焙烧温度(Tc)对天然粘土固体酸催化烯基化反应结果的影响,论文得到Nc为2、Tc为500℃时,天然粘土固体酸的反应活性最高,可以获得95.6%的苯乙炔转化率和95.9%的目标产物(Ⅰ)1-苯基-1-(2,5-二甲基苯基)乙烯选择性。天然粘土固体酸催化剂经焙烧基本可以再生。