ZrO2-WO3催化合成己酸戊酯.pdf

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1、精细石油化工进展第14卷第3期48ADVANCESINFINEPETROCHEMICALSH3PWl2040／Zr02-W03催化合成己酸戊酯周国辉，段国滨，吕宝兰，杨水金(湖北师范学院化学与化工学院，湖北黄石435002)[摘要]以H，PW。：O。／ZrO：-WO，为催化剂，正戊醇和己酸为原料，合成了己酸戊酯。通过正交试验，探讨了正戊醇与己酸物质的量比、催化剂用量、带水剂用量及反应时间对产物收率的影响，得到了最佳合成条件。实验结果表明，在n(正戊醇)：／7,(己酸)=1．1：1，催化剂用量为反应

2、物料总质量的1．5％，带水剂环己烷8mL，反应时间60rain的优化条件下，己酸戊酯的收率可达80．8％。采用红外光谱和x射线衍射对催化剂和产物进行了表征。[关键词】己酸戊酯负载型杂多酸催化合成酯是一类重要的精细化工原料，广泛应用于1．2H3PWl20柚／Zr02-W03催化剂的制备香料、增韧剂、化妆品、医药和染料等行业⋯。酯将一定质量的ZrOCl：·8H：O溶于蒸馏水中类反应多以液体酸为催化剂，其中使用最广泛的配成溶液，在剧烈搅拌下缓慢滴加浓氨水至pH是硫酸。虽然硫酸价格低廉，具有较好的活性，但

3、9—10得到白色沉淀，室温下陈化24h，抽滤用去副反应多，后处理复杂，且产生大量含酸废水，对离子水洗至无Cl一。将滤饼置于烘箱中在110℃设备腐蚀严重。因此，亟待开发可替代硫酸的催下干燥4h得到ZrO(OH)：粉末，研碎后与一定化剂。质量的钨酸均匀混合并至于马弗炉中500℃煅烧杂多化合物是由杂原子和配位原子通过氧桥10h得到Zr02．W03载体。键形成具有一定结构的多核配合物。与传统的催将1gH，PW，：040溶于20mL蒸馏水中，按一化剂硫酸和盐酸相比，杂多化合物无毒、无污染，定比例放入ZrO：

4、一WO，载体浸泡24h，过滤，干具有准液相和超强酸性的特征，广泛用于各种酯燥，并在一定温度下煅烧一段时间，得到类反应。但是杂多酸化合物易溶于反应体系，不H3PWl2040／Zr02-W03催化剂。易分离，因此需对其改性以提高重复利用性。通实验考察了载体ZrO：与WO，物质的量比、过改变组成元素，可在分子水平上设计和合成杂H，PW，：O柏负载量、煅烧温度和煅烧时间等因素对多化合物，从而系统调控杂多化合物催化性能。制备的催化剂催化活性的影响。确定制备催化剂负载型杂多酸在均相和非均相体系中均可作的优化条

5、件为：载体ZrO：与WO，物质的量比为性能优异的酸碱和氧化还原双功能催化剂，是2：5，H，PW。20柏负载量40％，在200℃煅烧3h。一种环境友好型催化剂旧J。本文报道了1．3己酸戊酯的合成H3PW。：O加／ZrO：-WO，催化剂的制备及其在催化在150mL三颈瓶中按一定计量比加入己酸、合成己酸戊酯反应中的应用研究。正戊醇、带水剂环己烷和一定量的催化剂，装上分水器和回流冷凝管，加热回流分水，至几乎无水分1实验部分出为止，稍冷，放出水层。将有机层合并后，先后1．1试剂及仪器用饱和食盐水和5％Na：

6、CO，溶液洗涤，再用己酸、正戊醇、环己烷、冰乙酸、ZrOCl：·8H：O、CaCl，干燥15min，然后进行减压蒸馏。先收集钨酸、氨水(6mol／L)，均为分析纯；磷钨酸，自制；前馏分，再收集一定沸程(0．085MP，162—164二次蒸馏水；饱和食盐水。℃)范围内的馏分，即得无色透明、具有芳香气味Abbe折光计；Nicolet5700Fr—IR傅里叶变换红外光谱仪，德国Bruker公司；D8Advance型收稿13期：2012—11—18。x射线衍射(XRD)仪，石墨单色器滤波，CuKa，管作者

7、简介：周国辉，在读本科生，研究方向为无机功能材料。电压40kV，管电流40mA，扫描范围(2p)5。～基金项目：湖北师范学院本科生科研立项项目(2012064)和大学生创新创业训练计划项目(编号2012002)基金资助。70。。2013年5月周国辉等．H，PW。：0如／Zr02-W03催化合成己酸戊酯49的液体产物，测定折光率，称重计算收率。因素有：反应物正戊醇与己酸物质的量比(A)，催化剂用量(以反应物总质量计，鳓，带水剂环己烷2结果与讨论用量(C)和反应时间(D)。设计正交试验优化反2．1催化

8、剂的表征应条件，正交试验方案见表1，结果与分析见表2。对制备的催化剂进行红外光谱和x射线粉末衍射分析。图1为磷钨酸和负载后的催化剂表1正交试验k(34)方案H，PW。20柏／ZrO：一WO，的红外光谱。与磷钨酸的谱图相比，H3PW。20柏／Zr02一W03在3250—3500cm一之间的峰强度变弱，1500～1750cm“之间的峰同样有明显的减弱，说明磷钨酸与载体发生了较强的化学作用，而不是简单的物理吸附作用。在500—1000cm一区间，中心原子P因对称伸缩表2正交试验L9(34