阳离子交换树脂催化剂文献总结

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1、阳离子交换树脂催化剂摘要本文是一篇关于阳离子交换树脂催化作用的文献综述，着重给出了最近7年出现的文献。根据总体分类，对阳离子交换树脂催化的各种反应列表分类；描述了工业上重要的反应。述讨论了应用离子交换树脂作催化剂而导致所需产物选择性提高的例子。还回顾了解释动力学数据和模型的方法。讨论了进行离子交换树脂所催化反应使用的反应器类型。该领域的新发现是采取了蒸憾塔反应器（如从异丁烯和甲醇制备甲基叔丁基醯）。这些催化剂的失活与再生的某些方面业进行了讨论。突出强调了用离子交换树脂从混合物中脱除杂质，以及利用沸点相近

2、化合物的不同化学反应性而将其分离的例子。对进一步的工作提出了建议。关键词：催化作用；阳离子交换树脂；烷基化反应；醸化反应；酯化反应；Amberlyst-15目录摘要1简介2前人的冋顾3离子交换树脂催化剂的制备4树脂结构及其催化结果5离子交换树脂的催化作用6离子交换树脂用作催化剂的优缺点7离子交换树脂催化剂的选择性8离子交换树脂催化作用动力学8.1传质的作用8.2动力学模型8.3分配系数9阳离子交换树脂催化的反应:工业上的重要反应10离子交换树脂催化反应的反应器11关于离子交换树脂催化作用的一些重要发现1

3、2通过离子交换树脂催化的反应而分离近沸点的化合物13通过离子交换树脂催化的反应而脱除杂质14改进的离子交换树脂和负载过氟化处理的树脂磺酸15离子交换树脂催化剂的失活和再生16离子交换树脂与粘土及其它催化剂的比较17结论18远景参考文献1、简介离子交换物质可以大致地定义为不溶性基体，该基体含有能够与周围介质交换离子的不稳定离子而结构不出现较大物理变化。应用典型地树脂是氢型磺酸型阳离了交换树脂或氢氧型的4价镀阴离了交换树脂。离子交换剂可用作矿物酸和碱的替代物的想法追溯到1911年f，1oI.G.Farben

4、industrie在19世纪40年代在德国战争努力的意义上发展了第一个工业化工艺⑵，在Wofatit酚磺酸■甲醛缩聚物上催化的酯化反应和酯水解反应。尽管离子交换催化作用涉及到应用离子交换树脂以促进通常由无机酸碱催化的反应，但有许多例子表明，应用离子交换树脂催化剂比均相催化剂更能提高活性和产量。对于直链酮与醇生成缩酮的反应，以可溶性酸为催化剂时反应速率异常低，但使用酸性离子交换树脂在低温下能够提供相当高的反应速率⑶。至于叔丁醇的脱水反应，发现磺酸树脂催化剂比可溶性酸催化剂更有效⑷。类似地据报道，使用离子交

5、换树脂催化剂⑸进行醇与烯怪的加成反应时比可溶性P■甲苯磺酸（P-TSA）活性高。对于乙烯醇和丙烯醇与异丁烯的醯化反应，观察到用阳离子交换树脂催化剂的反应速率比可溶性P■甲苯磺酸（P-TSA）催化剂⑹更高。对于酚与异丁烯的醯化反应，相应叔丁基醯的产量显著高于用P-TSA催化的反应㈤。由于离子交换树脂提高了选择性，当前离子交换树脂催化剂的生产能力在未来5年中将由4000m3/年翻番卩叫特别是由于MTBE工厂的高消费量。本文考虑了出现在文献中所有前人的观点。在这篇冋顾中特别强调了最近7年的文献。努力将重点放在

6、离子交换树脂催化作用的重要方面。还讨论了制备特制的树脂催化剂的新发展。述覆盖了使用阳离子交换树脂进行的各种酸催化反应，特别突出了工业上的重要反应。也考虑了昂贵的过氟磺酸载体的离子交换树脂的潜能。2前人观点Bhagade和Nageshwar出版了各种离子交换树脂催化反应的评述洛叨，即水合反应、脱水反应、酯化反应、酯水解反应和烷基化反应。他们将所有实例中使用的反应物和催化剂列表。Widdeckell3J在一篇详尽的评述中讨论了离子交换树脂用作催化剂的工作原理。着重描述了有关催化剂设计和工业应用的一些重点。最

7、近，Neierr，41发表了一篇关于离子交换树脂用作催化剂的综合评述。Olah等问发表了一篇关于过氟磺酸树脂催化反应的评述文章。本评述包括催化作用的一些额外及新方面，也强调了许多工业上的重要反应。3离子交换树脂催化剂的制备目前大多数离子交换树脂是由乙烯基单体制备的加聚物。这些聚合物与它们的先驱■缩聚物相比有较高的化学和热力学稳定性。而口加成聚合反应有如下优点：其交联度和树脂颗粒大小更容易调节"5。这种类型的最重要树脂是带有磺酸基团的、交联的聚苯乙烯，聚合反应后用浓硫酸或氯磺酸心⑼处理后引入磺酸基团的。通

8、常，二乙烯苯用作交联剂（二乙烯苯和乙基苯乙烯的工业混合物作此用途）。共聚物颗粒通过所谓的珠粒聚合技术制成的［“2，1o已脱除聚合反应抑制剂的单体混合，再加入如过氧化苯甲酰Z类的聚合催化剂。混合物加入充分搅拌的水溶液中并保持聚合反应所需温度（通常为85-100°C）o混合物形成保持分散的小液滴。水和中的分散稳定剂（明胶、聚乙烯醇、油酸钠、甲基丙烯酸钠、硅酸镁等）阻止了小液滴的凝聚。小液滴的大小主要取决于悬浮稳定剂的性质、溶液粘度和搅拌，并可在