Al2 O3固体碱催化剂的应用及进展.doc

Al2 O3固体碱催化剂的应用及进展 摘要：概述了固体碱催化剂的分类和制备方法及其在催化反应中应用的必威体育精装版进展，总结了近年来以三氧化二铝为载体的固体碱催化剂在工业中的应用，并对固体碱催化剂的发展及应用进行了展望。 关键词：固体碱；催化剂；三氧化二铝 引言 随着环保意识的加强以及绿色化学的发展，人们越来越重视环境友好的催化新工艺过程，固体酸碱代替液体酸碱在精细化工生产过程中的应用研究越来越广泛。固体碱就是指能够化学吸附酸的固体或能使酸性指示剂变色的固体，与液体碱相比，固体碱具有几个突出优点： (1)可循环使用，环境友好，无腐蚀，避免使用极性溶剂或相转移剂； (2)高选择性，高催化活性，反应条件温和，产物易于分离； (3)可使反应工艺过程连续化，提高设备的生产能力； (4)可在高温甚至气相中反应。在固体酸催化条件下，生成CO2的反应可继续进行，而一般情况下CO2会毒化催化剂； (5)固体碱催化剂在某些反应中还具有几何空间效应。 1.固体碱分类与制备方法 1.1 分类 固体碱[1]按照载体和活性位的性质不同，固体碱大体可分为有机固体碱，有机无机复合固体碱，以及无机固体碱，其中无机固体碱又可分为金属氧化物型和负载型。目前负载型固体碱的载体主要有三氧化二铝和分子筛(沸石)两种。固体碱作为催化剂具有反应条件温和、产物易分离、可循环使用等诸多优点，正发挥着越来越明显的优势，渴望成为新一代友好的催化材料。其中，而以Al2O3为载体的固体碱由于具有制备简单，碱强度分布范围宽，热稳定性好等优点而受到广泛应用。 1.2 制备方法 Al2O3固体碱的制备主要方法有：浸渍法，微波辐射法，浸渍-微波法，混捏法，热分解法，离子交换法等。 2.固体碱在工业上的应用 2.1 石油工业中应用 KF/Al2 O3催化剂由于其催化活性高，价格低廉，且易于保存被广泛应用于各类有机合成反应。鲍德艳[2]等人采用浸渍法制备了KF/Al2 O3 固体碱催化剂，并将其应用于大豆油与甲醇酯交换制备生物柴油的反应。通过酯交换反应的转化率对催化剂制备工艺进行了优化，得出最佳制备条件：KF理论负载质量分数为Al2O3的45%，浸渍时间6 h，焙烧温度500℃，优化条件下制备的催化剂在大豆油与甲醇物质的量比为12:1、催化剂用量为油质量的2% 、反应时间3 h和反应温度(60~65) ℃条件下，酯交换转化率可达97.15% 。 马小强采用酒石酸钾钠（KNaHC4H4O6·4H2O）和Al2O3制备了负载型KNaHC4H4O6·4H2O/ Al O3，固体碱催化剂，将其应用于菜籽油和甲醇的酯交换反应制备生物柴油，并以生物柴油的转化率作为评价其催化活性的指标。分别考察了催化剂制备条件和酯交换反应条件对催化剂活性的影响。结果表明，在催化剂用量为菜籽油质量的35%、醇油物质的量比为91、反应温度65℃和反应时间3h时，转酯化反应的转化率达963%。李琳采用等体积浸渍法制备了KOH/Al23负载型固体碱催化剂,并将其用于菜籽油与甲醇酯交换法合成生物柴油的研究分别考察了催化剂附载量、煅烧温度、醇油摩尔比、反应温度、反应时间等条件对生物柴油产率的影响结果表明用等体积浸渍法在400℃煅烧5h,制得负载量为20%的KOH/AlO3催化剂当催化剂用量为5%醇油摩尔比为12:1,在60℃下反应2 h后生物柴油产率高达92.3%运用X-射线衍射比表面积测定等手段对催化剂结构进行了表征结果表明催化剂的活性与其晶相和比表面积密切相关K2O/Al2 O3固体碱为催化剂，催化苯甲醛与醋酐反应合成了肉桂酸。探讨了催化剂用量、反应温度、反应时闲、反应物配比、不同种类和不同方法制备的催化剂对产品收率的影响。结果表明，以K2O/Al2 O3为催化剂的最佳反应条件为：固体碱用量5.0g，反应时间1h，反应温度160℃，苯甲醛0.05 mol，苯甲醛与醋酐摩尔比1:3。最佳合成条件下肉桂酸产率达65.4 %。不同方法制得的催化剂以微波制备的较好。 李大塘用浸渍法制备 Al2 O3样品。所得样品于下焙烧并抽空便制得负载型固体碱γ－Al O3。拉曼光谱显示抽空的样品已安全分解成ＫＯ。用作探针分子，微量吸附量热结果表明抽空的样品碱性比纯的还强。这种强碱性应为安全分解成ＫＯ物种所致，而γ－Al O3载体的存在可增强的分解朱隽将纳米Al O3粉体经一定浓度的KF浸泡活化后制成纳米固体碱KFAl2 O3，将其用于催化合成氰乙基丙二酸二乙酯的Michael加成反应以考察其活性．分析了纳米固体碱制备过程及Michael加成反应过程中各因素的影响，研究结果表明，较好的制备条件是：负载465%KF/Al2 O3；浸渍温度65℃；浸渍溶剂：乙醇；表面活性剂：PEG6000和PEG400按摩尔比11混合使用；煅烧温度：400℃，此时获得的KFAl2O3