乳酸酯类催化脱水制备丙烯酸酯

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本文通过自制分子筛与Li型蒙脱土复配作为催化剂,进行乳酸酯类的脱水反应。通过简便方法水热合成分子筛,复配后经连续反应,研究了不同温度下的催化脱水效果及不同溶剂对催化产物和收率的影响、不同比例蒙脱土复配催化剂的催化效果、有机碱加入的必要性及量的多少对催化脱水的影响、催化剂的活性及再生等,并就碱性氛围乳酸酯类的催化脱水机理进行了探讨。研究得出碱性氛围下温度的升高有利于脱水反应,但过高的温度则会使脱水收率下降。乳酸甲酯最佳脱水温度为320℃,乳酸乙酯最佳脱水温度为290℃。通过对乳酸酯类不同溶剂在最佳温度下的考察,得出以醇为溶剂的乳酸酯脱水,产物主要为丙烯酸酯,以水为溶剂则主要产物为丙烯酸。醇为溶剂时脱水产物收率优于以水为溶剂时的脱水反应。不同溶剂的催化反应,原料转化率都在70%以上,其中乳酸乙酯甲醇溶液甚至达到了100%,其脱水收率也为最高,达到71.91%。通过对比不同比例复配的催化剂,得出以20%的Li型蒙脱土催化效果最好。通过与市购分子筛对比实验,得出自制分子筛催化脱水产物收率更高,且催化活性更加稳定。通过对原料加入有机碱与否进行对比,得出有机碱的加入能够使得催化剂活性保持稳定,但过量的碱会使得脱水收率下降。新鲜制备的催化剂具有高活性,但在最佳脱水温度下,催化活性会随着时间的延续而骤然下降,即使原料加入碱性试剂也难以使得催化剂的活性维持在较高的水平。催化剂的高活性大致维持3-4h。失去活性的催化剂可以通过500℃焙烧2h再生,但较新制催化剂活性明显下降,下降原因为部分孔道被堵塞,分子筛比表面积下降所致。分析不同溶剂对乳酸酯类催化脱水所带来的影响,初步探索得出碱性条件下乳酸酯类脱水机理为E2消除机理。
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