基于杂多类离子液体的甘油催化转化研究

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1、基于杂多类离子液体的甘油催化转化研究学位论文完成日期：指导教师签字：答辩委员会成员签字：2014．04．23<弘睁一篆一青岛科技大学研究生学位论文基于杂多类离子液体的甘油催化转化研究摘要甘油是一种理想的可再生生物质资源，通过酯化可以得到三醋酸甘油酯；催化氢解可以转化为丙二醇、丙酮醇、乙二醇等其它具有价值的化学品，其中氢解反应生成的l，2．丙二醇和1，3．丙二醇被认为是最有潜力的下游产品。本文研究了甘油在杂多．有机杂化类离子液体体系下氢解制备丙二醇，以及酯化制备三醋酸甘油酯的反应，并且考察了各类型离子液体催化剂以及不同反应条件对甘油氢解和酯化的影响，对反应机理进行了探讨。设计筛选了一系列不同

2、阳离子和阴离子的杂多．有机杂化类离子液体催化剂，通过调整阴、阳离子的结构以及摩尔比调控其酸性及其他性能，并考察在甘油氢解和酯化反应中的催化活性。采用FT-IR、TG及1H．NMR对优选催化剂进行了表征，通过正丁胺电位滴定法探讨了催化剂的不同阴阳离子结构对其酸性和反应效果的影响。详细研究了原料摩尔比、催化剂用量和反应时间等对三醋酸甘油酯产物收率的影响。在酸醇摩尔比6：1，优化催化剂H2[TEAPS]PWl2040用量为甘油摩尔数的0．026％，反应温度110oC，反应时间8h的最佳工艺条件下，甘油转化率超过99％，三醋酸甘油酯选择性超过98％，催化剂可以方便的回收并循环使用。在离子液体／Ra

3、neyNi催化体系下对氢解甘油制备丙二醇的研究中发现，酸性离子液体及杂多类离子液体能明显提高甘油转化率，其中Lewis酸离子液体以及杂多类离子液体的转化率最高，超过90％，但杂多类离子液体具有更好的分离性能；按照脱水-力口氢的反应机理，分别采用甘油催化氢解的产物及中间体，对甘油催化氢解反应机理进行探讨，实验结果表明l，3．丙二醇的不稳定性是导致选择性较低的主要原因。在优化的杂多类离子液体磷钨酸质子化咪唑([HMIM]3PWl2040)和RaneyNi的复合催化剂作用下，对甘油氢解制备l，2．丙二醇的反应工艺进行了考察。确定了最佳反应条件，即：20g40％甘油水溶液，【HMIM]3PWl20

4、40用量0．2mmol，RaneyNi0．3g，氢气压力6MPa(氢醇比：2．37：1)，反应温度230℃，反应时间11h，得到的甘油转化率能够达到83％，l，2．丙二醇产物选择性达到57％，催化剂回收方便并能够循环使用多次。基于杂多类离子液体的甘油催化转化研究关键词：甘油催化氢解酯化丙二醇三醋酸甘油酯杂多类离子液体lI青岛科技大学研究生学位论文CATALYTICCONVERSIONOFGLYCEROLBASEDONTHEHETEROPOLYIONICLIQUIDSABSTRACTAsoneoftheidealrenewableresources，glycerolcanbetransfor

5、medtoglyceryltriacetatebycatalyticesterification,andtopropanedioIs，acetolandethyleneglycolbycatalytichydrogenolysis．Amongthem,1．2-propanedioland1,3-propanediolareconsideredasthemoleimportantproductswithhighvalue．Asaresult，thecatalyticesterificationandhydrogenolysisreactionsoveranovelcatalyticsyste

6、mwithheteropolybnicliquidshavebeenstudiedinthispaper．Aseriesofheteropolyionicliquidshavebeenpmparedandoptimizedintheesterificationandhydrogenolysisreactionstogivethesuitablereactionconditions．Aswell，thereactionmechanismhasbeenalsodiscussed．Thecatalyticactivitiesoftheheteropoly-organichybridionicli

7、quidswithdifferentanionsandcations，accordinglydifferentaciditiesandotherproperties，havebeeninvestigated，ThestructuresofoptimizedcatalystshavebeencharacterizedbyFT-IR、TGand1H．NMR．Then-butylaminepotentiometrictitra