资源描述：
《sio2负载全氟磺酸树脂催化合成苯甲醛缩1，2-丙二醇》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、SiO2负载全氟磺酸树脂催化合成苯甲醛缩1，2-丙二醇第23卷第4期2006年7月精细石油化工SPECIALITYPETROCHEMICALSSiO2负载全氟磺酸树脂催化合成苯甲醛缩1,2一丙二醇罗士平周国平陈勇裘兆蓉杨绪杰陆路德(1.南京理工大学化工学院.江苏南京210094;2.江苏工业学院精细石油化工省重点实验室,江苏常州213016)摘要:将回收的全氟磺酸离子交换膜制成全氟磺酸树脂溶液,利用溶胶一凝胶法得到全氟磺酸树脂/二氧化硅复合催化剂,并用FT—IR,DSC-TGA,BET等对其进行表征.将
2、该催化剂用于合成苯甲醛缩1,2-丙二醇,考察了物料比,反应时间,催化剂用量对苯甲醛与1,2一丙二醇反应的影响规律,最佳反应条件为(苯甲醛):(1,2一丙二醇)=1:1.5,催化剂用量为反应物料的2(质量分数),环己烷为带水剂,反应时间0.5h时,苯甲醛缩1,2一丙二醇收率可达91.8.关键词:全氟磺酸离子交换膜全氟磺酸树B~/---氧化硅复合催化剂苯甲醛缩1,2一丙二醇中图分类号:TQ426.61文献标识码:A全氟磺酸树脂是一种固体超强酸树脂],杜邦公司将全氟磺酸树脂NR50分散组装到高比表面载体Si0
3、中,大大增加了NR5O酸性中心的暴露量,提高了其活性中心的利用率,并由于其具有较高的热稳定性和化学惰性,近年来在烷基化,酰化,异构化,酯化,醚化和烯烃齐聚等重要的催化领域得到广泛应用].杜邦公司开发的全氟磺酸树脂最初是用作燃料电池的隔膜,现在氯碱工业中作为离子交换膜也得到了普遍的应用.全氟磺酸树脂离子膜的使用寿命为2～3a,造成离子膜性能下降的主要原因是电解过程中杂物在膜内的沉积,而不是化学降解失掉功能基,因此从回收膜中获取全氟磺酸树脂不影响其结构.由于全氟磺酸树脂,全氟磺酸树脂溶液价格昂贵,回收废旧全
4、氟磺酸树脂离子膜制成催化剂便具有现实意义'.苯甲醛缩1,2一丙二醇有新鲜的果香香气,可用于多种日化香精配方中.其传统的合成方法是在无机酸(如浓硫酸,盐酸或磷酸)催化下由苯甲醛与1,2一丙二醇合成,但该法存在副反应多,设备腐蚀严重,后处理中含有大量的酸性废水等缺点.近年来,已有不少文献报道固体酸催化剂对缩醛反应具有良好的催化作用.笔者采用溶胶一凝胶方法将全氟磺酸树脂负载于二氧化硅载体上,制成复合催化剂,考察其对合成苯甲醛缩1,2一丙二醇的催化作用.1实验部分1.1试剂与仪器苯甲醛,1,2一丙二醇,环己烷,
5、正硅酸乙酯均为市售分析纯.全氟磺酸离子交换膜(PFIEP)为旭化成F一4000系列膜,锦化化工(集团)有限责任公司.TGSDTQ6oo型热重分析仪,美国TA公司;MicromeriticsASAP2O1O型吸附仪,美国Mi—cromeritics公司;JASC0FT/IR62O型红外光谱仪,日本分光株式会社;wAY型阿贝折射仪.1.2催化剂制备将全氟磺酸树脂在一定温度,压力下制成醇的水溶液,醇可选用甲醇,乙醇,丙醇,丁醇或它们的混合物.蒸去溶剂,可测得溶液中全氟磺酸树脂质量分数为4.8%.在7OmL正硅
6、酸四乙酯中,加入100mL去离子水,再加入100mL0.006mol/L的HC1搅拌至澄清的溶液.搅拌下将其倒入100mL全氟收稿日期;2005一l1一l1;修改稿收到日期:2006—06—19.作者简介:罗士平(1964一),男,博士,副教授,从事物理化学教学和新型催化剂研究工作.E-mail:luosp@em.jpu.edu.c:n.基金项目:江苏省教育厅资助项目(KJS02113).30精细石油化工2006年7月磺酸树脂溶液和6OmL0.1mol/L的NaOH混合溶液中,此时溶液pH一6.9,溶液
7、很快成凝胶.放置过夜,于95℃干燥48h,再于95℃真空干燥过夜.将玻璃状产物碾碎过筛(20目),酸化,干燥,即得全氟磺酸树I]~/SiO复合物催化剂.1.3苯甲醛缩1.2一丙二醇的合成在100mL三颈烧瓶中加入一定量的催化剂,苯甲醛,1,2一丙二醇,带水剂,安装上温度计,分水器,电动搅拌器,加热搅拌,待分水器中不再有水分出时为止.放出分水器中的水层,将分水器和反应烧瓶中的有机层合并.用饱和NaC1溶液洗涤至中性,然后用无水MgSO干燥后进行蒸馏,先蒸出带水剂,再蒸馏收集216～222℃的馏分,即得无色
8、透明具有果香气的液体产物,称量,计算产物收率.1.4催化剂的表征用红外光谱仪分别对溶胶一凝胶法得到的全氟磺酸树I]~/SiO复合物催化剂,全氟磺酸树脂和载体二氧化硅进行分析,前者红外光谱谱图相当于后两者图的叠加,主要出峰为3450,1210,.1104cm分别属于Si一0H,C—F和Si～0一Si的伸缩振动,1628cm吸收峰是微量水所致.热重分析实验表明,二氧化硅的热失重主要集中在200℃之前的表面水蒸发,约为4%,其后的硅醇缩合脱水失重
