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直链烷基苯(LAB)是生产洗涤剂的重要原料,有着很大的需求量。传统的直链烷基苯生产工艺使用的是具有强腐蚀性的AlCl<,3>或HF酸催化剂,这会带来产品残渣难于处理、设备和环境污染等一系列问题。为了寻求更好的无毒、无腐蚀、环境友好的新型催化剂,研究所涉及的材料包括分子筛及分子筛的改性、改性硅酸铝、负载杂多酸以及离子液体等。
离子液体作为新的、环境友好的催化剂和溶剂,成为了近年来研究的热点。由于氯铝酸室温离子液体催化苯与十二烯烷基化的反应中氯铝酸室温离子液体具有很好的低温反应活性、2-苯基异构体选择性,且具有与反应混合物几乎不互溶的优点。
本论文在实验室中详细考察了氯铝酸室温离子液体催化苯与1-十二烯的烷基化反应。首先合成了多种基础离子液体和复合离子液体,测定了所合成离子液体的熔点、溶解度、离子液体结构等性质,通过进行烷基化反应考察了这些离子液体的反应效果,制得的Et<,3>NHCl-AICl<,3>型离子液体具有较高的催化活性,良好的低温反应活性和2-苯基异构体选择性。
接下来考察了Et<,3>NHCl-AlCl<,3>型离子液体的不同组成、反应时间、反应温度、苯酸摩尔比(苯与离子液体的摩尔比)以及苯烯摩尔比等条件对苯与1-十二烯烷基化反应的影响。研究发现反应温度、苯酸摩尔比和苯烯摩尔比对苯与1-十二烯的烷基化反应影响较大。降低反应温度以及提高苯酸摩尔比和苯烯摩尔比有利于提高2-苯基十二烷的选择性。
利用正交实验得到影响2-苯基十二烷选择性的因素从大到小的顺序依次为离子液体的组成、苯酸摩尔比、反应温度以及苯烯摩尔比。还得到了优化的离子液体组成和反应条件,Et<,3>NHCl-xAlCl<,3>中×为1.4,反应温度为10℃,苯酸摩尔比为42,苯烯摩尔比为25,此时1-十二烯的转化率为100 wt%,2-苯基十二烷的选择性为42.5%。论文最后探讨了离子液体催化苯与烯烃烷基化的反应机理。发现常规离子液体催化苯与烯烃烷基化的反应机理与AlCl<,3>的类似。初始烷基正碳离子的形成需要酸性离子液体、HCI以及1-十二烯共同作用。