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维普资讯 第22卷 第4期 南平师专学报 2003年 1O月 Vo1．22 No．4 JournalofNanpingTeachersCollege Oct．，2003 固体酸催化剂的制备及其在酯化反应中的应用 刘俊劭 穆寄林 (南平师范高等专科学校 化学与环境工程系，福建南平 353000) 摘 要 本文介绍了固体酸催化剂的制备和影响因素以及在酯化反应中的作用。 关键词 固体酸 催化剂 酯化反应 中图分类号： TQ032．4 文献标识码：A 文章编号： 1008—5963(2003)04—0044—04 1 引言 酯化反应是一个可逆反应，在酯化反应发生的同时也有酯的水解反应发生，要想获得酯的高收率和缩 短反应所需的时间，在工业生产中反应一般在催化剂存在的条件下进行。 长期以来工业上酯化反应使用的传统质子酸催化剂——硫酸，它廉价易得，催化效率高。但是这种催 化剂存在着副反应，使精制复杂；排放含酸废水，造成环境污染；酸消耗大，产物难分离，设备易腐蚀等缺 点。 为了解决以上问题，目前已开始研究用其他的催化剂来取代质子酸催化剂并开发出许多新型的催化 剂如：(1)金属氧化物及盐类催化剂；(2)固体酸催化剂；(3)相转移催化剂；(4)生物酶催化剂。近年来研究 和开发的较为深入的是比100％硫酸还要强的固体酸催化剂。 2 固体酸催化剂 用于脂肪酸。芳香酸的催化酯化的固体酸催化剂，具有制作简便、催化活性高、选择性好、不腐蚀设备、 反应结束后只经过过滤就可与产物分离、可反复使用等特点。通过研究发现只有当固体酸催化剂的强度 介与H0=一8．2～一12之间催化剂对酯化反应的催化活性较高。酯化反应中所用的固体酸催化剂大致 可分三类：固体超强酸、分子筛、杂多酸。用于酯化反应的so4一／MxOY型催化剂主要有 SO4 ／A12o3， SO4 ／z~o2，SO4 ／Fe203，SO4 ／TiO2，S04 ／TiO2一Si02等。 2．1 固体超强酸的制备 2．1．1 工艺方法流程 固体超强酸是指比 100％硫酸酸性更强的固体酸。酯化反应 中经常用到的是金属氧化物超强酸 SO4 ／MxOY，经常提到的是 SO4 ／TiOa，SO4 ／z~o2，so4一／Fe203等。固体超强酸的制备方法主要有 溶胶一凝胶法和氢氧化物法。S04 ／MxOY型固体超强酸主要是通过氢氧化物沉淀法制备，制备过程可 用如下工艺流程所示： 制备过程中的各个环节都会对催化剂的活性产生影响。 收稿日期：2003一O9—2O 作者简介 ：刘俊劭(197l一)，男．汉族．讲师，研究方向：化工工艺。 一 44 — 维普资讯 刘俊劭 穆寄林：固体酸催化剂的制备及其在酯化反应中的应用 可溶性金属盐 … 沉淀 金属氧化物 H2so4或 (NH4)2SO4一煅烧—一SO4卜／MxOY ▲ 沉淀剂 浸渍 2．1．2 金属氧化物的选择 选择那些经处理后有较高酸强度的氧化物，象 TiO2，ZrCh，Fe203；不能选择 Si02，Bi203，MgO，CaO， ZnO2，CuO，La20 ，MnCh经酸处理后其酸强度及催化活性没有多大变化的氧化物；AI2O3，Sn02经酸处理 后其酸强度有一定提高，但不是超强酸。根据银小龙等报道[，在以TiO2，ZrO2，Fe2O3三种氧化物焙烧的 超强固体酸的催化活性顺序为 ：SO4卜／TiO2 so4一／zr()2so4一／Fe2O3。 2．1．3 沉淀剂的选择 为了得到金属氢氧化物沉淀，须加沉淀剂，以调节 pH值。沉淀时pH的控制对超强