丙二醇甲醚素有“万能溶剂”之称,由于其结构中有两个强溶解功能的基团—醇醚和羟基,因而具有很强的溶解能力。丙二醇甲醚广泛用于涂料、油墨、油漆、印刷、电子化学品、染料、净洗、纺织等行业,同时也可用作化工原料中间体,通用性强。因此对丙二醇甲醚合成工艺的研究具有着重要意义。丙二醇甲醚的合成一般采用环氧丙烷法,即甲醇与环氧丙烷的烷氧化加成反应。传统的催化剂多为醇钠(醇钾)、液体酸如BF3等均相催化剂,催化剂难以回收,且存在设备腐蚀严重,催化剂需中和处理,三废生成量较高等问题。而固体碱催化剂对丙二醇甲醚的合成具有选择性高、反应活性高、催化剂易分离等优点。本论文制备了不同类型的固体碱催化剂,研究了其在环氧丙烷法合成丙二醇甲醚反应中的性能。论文的具体内容如下：1.分别以纳米氧化锌、碱性金属氧化物为载体的负载型催化剂和两性金属氧化物为催化剂,优化了丙二醇甲醚合成的工艺条件。优化反应条件如下：甲醇和环氧丙烷的投料的物质的量之比为5：1,催化剂的用量为反应物质量的1-2%,反应温度为120℃,反应时间为5h。在最佳的反应条件下,环氧丙烷的转化率都在97%以上。2.纳米氧化锌催化剂。以碱式碳酸锌为前驱体,在空气气氛下,600℃煅烧5h后制得了纳米氧化锌,并且分散度十分良好,粒度小,高比表面积(30.4/m2 g-1),从而使其表面羟基和晶格氧分布广泛,碱性大大提高,在反应中的催化活性十分优越。当催化剂在循环使用7次之后,环氧丙烷的转化率在99%左右,伯醚(PPM)的选择性为97.1%,和第一次的催化性能基本保持不变。说明催化剂的活性没有明显的降低。其可能的原因,纳米氧化锌具有高分散度,高比表面积,在反应过程中产生的物质不会使其催化活性中心中毒。同时由于氧化锌是单纯的氧化物,反应过程中不存在碱性活性位点的流失。3.碱性金属氧化物为载体的负载型固体碱催化剂。以三种钾盐(KFK2CO3、KOAc)为碱性物种负载到氧化钙、氧化镁(经预处理)载体上,其中KF、K2CO3的负载量为载体质量的30%,由于考虑到KOAc的自身碱性较弱,其负载量为50%(质量比)。通过固相研磨法,干燥后进行高温煅烧制得催化剂。其中催化剂30% KF/CaO-500(用量是反应物总质量的1%)对环氧丙烷的转化率为99.7%,反应产物伯醚和仲醚的最大比例93.6：6.4,对丙二醇甲醚的选择性为97.4%；催化剂KF/MgO-400对1-甲氧基-2-丙醇(PPM)最优选择性为97.8%,XRD表征结果说明在催化剂制备过程中,有氢氧化镁的生成,与载体表面羟基可以形成的[Mg-OH…F-],是催化剂重要的活性位点。同时,在催化剂的制备和处理过程中,KF和氧化镁之间的强烈的相互作用,生成新物种KMgF3复合盐,能够在一定程度上提高催化剂的活性。4.两性金属氧化物为载体的负载型固体碱催化剂。以氧化铝、氧化锆、氧化铈两性金属氧化物为载体,以三种钾盐(KF、K2CO3、KOAc)为碱性物种制备的催化剂。催化剂的煅烧温度较低,一般不超过400℃,但对环氧丙烷的转化率可以达到99%。其中催化剂30%K2CO3/ZrO2-300具有很好的催化活性,环氧丙烷的转化率为100%,反应产物伯醚和仲醚的最大比例93.8：6.2。活性高的原因可能是在高温煅烧条件下,K2CO3在ZrO2表面分散十分均匀,碱性位点充分暴露。也可能是由于部分K+能进入ZrO2晶格,并取代部分Zr4+的位置,由于K+的电负性小于Zr4+,因而使其周围的O2-电子云密度进一步提高,碱强度增强。催化剂KF/CeO,具有较高的催化活性。其原因是当KF被负载在Ce02时,经过固相研磨和高温煅烧的过程,此过程会可能有新的物种形成。从而形成兼具酸-碱中心,如配位不饱和的正离子和羟基基团强碱中心,如在Ce02表面形成的强碱位点和其表面不同价态的氧基团。5.负载型固体碱催化剂的循环使用性。通过循环实验发现,催化剂表面的活性位点,会被反应体系中有机物而占据。在前4次反应中对环氧丙烷的转化率在97%以上,但当第5次使用过程中,催化剂的活性明显下降,对环氧丙烷的转化率仅为31.9%。故在高温条件下煅烧再生,使有机物分解,其催化剂表面的原来的活性中心重新暴露出来,其活性得到较大程度的改善,对环氧丙烷的转化率为60.9%,此后循环使用三次,反应产率基本不变。同时在这个催化剂的循环使用过程中,对PPM的选择性保持在95%左右,说明该类催化剂的重复使用情况还是良好的。