Nafion膜催化合成月桂酸丁酯的酯交换性能.pdf

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1、2017年第46卷第4期石油化工PErROCHEMICALTECHNoLOGY·409·DOl：10．3969乃．issn．1000一8144．2017．04．003Naf：ion膜催化合成月桂酸丁酯的酯交换性能汪龙香，曹贵平(华东理工大学联合化学反应工程研究所化学工程联合国家重点实验室，上海200237)[摘要]以全氟磺酸树脂Nafion膜为催化剂催化月桂酸甲酯和正丁醇反应合成月桂酸丁酯。研究了Nafion膜的催化反应活性，以及反应温度、正丁醇和月桂酸甲酯的摩尔比和催化剂用量对月桂酸甲酯转化率的影响。利用sEM和TG技术对催化剂试样的结构和热稳定性进行了表征。

2、表征结果显示，工业全氟磺酸树脂膜催化剂具有独特的孔道结构、良好的酯交换催化活性和热稳定性。实验结果表明，在反应温度65℃、反应时间10h、原料摩尔比8、催化剂用量2．3g儋的条件下，工业全氟磺酸树脂膜催化剂催化合成月桂酸丁酯的转化率达97．16％，选择性为100％。[关键词]全氟磺酸树脂；Nafion膜催化剂；酯交换；固体酸催化剂；月桂酸丁酯[文章编号]1000—8144(2017)04一0409一05[中图分类号]T0247．53[文献标志码]ASynthesisofbutyllauratethroughtransesterificationcatalyzed

3、byNafionmembraneWangLongxi口ng，C口oGuipiltg(StateK-eyLabomtoryofCheInicalEnginee血g，UnitedNationsLaboratory，E勰tChinaUniversityofScienceandTechnology，ShaIl曲aj200237，Ch曲)【AbstractJButyllaumtewassynthesizedttlroughthe仃ansestenficationbe研eenmethyllaurateandbutanoloVerNaflonmembranecatalyst．

4、Theefrectsofreactiontemperature，molarratioofbutanoltomethyllaIu．ateandcatalystdosageonmeconVersionofmethyllauratewereinVestigated．ThecatalystwascharacterizedbymeansofSEMandTG．ItwasshowedthattheNafionmembraneexhibitedexcellentcatalyticactiVi够andthe衄os切bili锣inthe仃ansesterificationdueto

5、itsuniquemacroporouss缸1lcture．Undermeconmtionsofreactiontinle10h，陀actiontenlperal】∽65℃，m01arratioofbutall01tomethyllaurate8andcatalystdosage2．3∥g，theconVersionofmethyllaurateandtheselectiVit)rtobu够llallratecouldreach97．16％and100％，respectively．[Keywordsjpemuorosulfonicacidresin；Nafion

6、membranecatalyst；订锄sesteri6cation；solidacidcatalyst；bu够lla吡ate酯交换反应是合成生物柴油、汽油添加剂、有机原料等的重要方法H圳。对于含有温敏性官能团的反应体系则要求催化剂具有良好的低温活性和选择性。由于原料中可能含有游离酸和水，以及考虑到后续催化剂和产物的分离问题，与碱性催化剂相比，固体酸催化剂具有更广阔的应用前景b‘7一。由四氟乙烯和全氟磺酸基乙烯基醚共聚得到的全氟磺酸树脂N撕0n，呈现出低温强酸l生和化学稳定性，成为固体有机磺酸类催化剂的典型代表。市售N撕on比表面积小(≤0．02m2／g)，酸性位

7、被包埋，表现出低活性。将N撕on负载于多孔Si02上，均匀地贯穿于Si伤网格孔道中，可使N娟on的催化活性提高1000倍哺o。L6pez等一。通过NH3化学吸附法测定负载型Na丘on／SAC—13的酸量为412阻lo垤，化学滴定法测试结果为1104umo垤，这是由于Nafion在溶液中发生溶胀，负载催化剂的孔道进一步扩大，导致酸性位成倍裸露。载体的形态和催化剂的制备过程对催化浯f生也至关重要。Testa等¨刨通过原位氧化法合成了无定型和多孔催化剂中活性最高的负载磺酸根介孔分子筛催化剂。[收稿日期]2016—1l—08；[修改稿日期]2017—0l一23。[作者简

8、介]汪龙香(199t一)