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2-(4-乙基苯甲酰基)苯甲酸(BEA)是化学工业生产过程中重要的中间体。传统生产BEA的方法是以无水三氯化铝为催化剂,邻苯二甲酸酐与乙基苯为原料,通过 Friede-Crafts酰基化反应合成的。无水三氯化铝在生产过程中,会吸收水分产生大量酸性废水,给工厂生产和环境保护造成很大的压力。研究认为磷钨酸/盐对邻苯二甲酸酐与乙基苯有良好的催化活性。实验制备了磷钨酸/盐以及其负载型催化剂,并以其催化合成BEA中的产率和重复使用性为目标,筛选出绿色环保高效生产BEA的催化剂,并考察了反应温度、反应时间和物料比等条件对合成BEA的影响。 通过12-磷钨酸与金属盐反应生成一系列具有 Keggin结构的磷钨酸盐。在催化合成BEA的实验中发现,Cs2.5H0.5PW12O40催化合成BEA的产率明显高于其他催化剂;进一步优化合成BEA的反应条件,结果显示:当邻苯二甲酸酐与乙基苯的摩尔比为1:1.5,反应温度65℃,反应时间3 h时,BEA的产率可达53.2%,催化剂重复使用5次后,仍保持着较高的催化活性和选择性。 分别以硅胶(SG)和活性炭(C)为载体,使用两步浸渍法制备两种负载型磷钨酸铯盐催化剂,第三种催化剂使用溶胶-凝胶法制备,三种催化剂的负载量均为20 wt%。研究发现使用两步浸渍法制备的负载型催化剂的活性大于溶胶-凝胶法合成的催化剂,其中Cs2.5H0.5PW12O40/SG的催化活性最高。 实验进一步研究了以 SG为载体,使用两步浸渍法制备了负载量分别为5 wt%、10 wt%、20 wt%和30 wt%的四种负载型催化剂。通过XRD和FT-IR表征发现,负载量小于10 wt%时,Cs2.5H0.5PW12O40在SG表面单层高度分散;当负载量大于20 wt%时,Cs2.5H0.5PW12O40在SG表面以晶态形式存在。在考察催化合成BEA的研究中发现,10 wt%Cs2.5H0.5PW12O40/SG的催化活性最高,在反应温度为65℃,反应时间为3 h,邻苯二甲酸酐与乙基苯的摩尔比为1:1.5,催化剂用量为60 mg/mL条件下时,BEA的产率为62.6%,选择性为91.5%,而且该催化剂经过重复使用4次后,催化剂始终保持着较高的催化活性和选择性。