ZrO2-Al2O3负载硅钨酸催化合成丁酮乙二醇缩酮.pdf

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1、2012年10月杨水金等．ZrO：一A1：0，负载硅钨酸催化合成丁酮乙二醇缩酮55ZrO2一AI2O3负载硅钨酸催化合成丁酮乙二醇缩酮杨水金，余海金，夏乔浪，易力力，段国滨(湖北师范学院化学与环境工程学院，黄石435002)[摘要]以ZrO：一A1：0，负载硅钨酸为催化剂，以丁酮和乙二醇为原料，催化合成丁酮乙二醇缩酮。探讨了丁酮与乙二醇物质的量比、催化剂用量、带水剂及反应时间对产品收率的影响。结果表明，在n(丁酮)：n(乙二醇)=1．0：1．5，催化剂用量为反应物料总质量的2．0％，带水剂环己烷8mL，反应时间60min的优化条件下，丁酮乙二醇缩酮的收率可达81．7％。[关

2、键词】丁酮乙二醇缩酮ZrO一A1：0，负载硅钨酸催化缩酮反应缩酮是一类重要化合物，具有新鲜苹果和草水氯化钙，NaC1，Na2WO4·2H20，Na2SiO3·9H20，莓的香气，广泛用于花香型和果香型香精的调配，均为分析纯；浓氨水，6mol／L；硅钨酸，根据文献在各种食品、饮料加工中应用日趋广泛，需求量呈[10]自制，实验用水，均为二次蒸馏水。逐年增长的趋势；在有机合成中，缩酮是重要的羰标准磨口中量有机制备仪；PKW一111型电子基保持形式，常用于有机合成的羰基保护或作为节能控温仪；WZS型Abbe折射仪，上海光学仪器反应中间体，还可用于有机合成溶剂⋯。缩酮其厂；D8Adv

3、ance型x一射线衍射仪，德国布鲁克传统的合成方法是在无机质子酸催化下由酮与醇公司，用铜靶Kozl辐射，在管电流40mA，管电压合成，但该法存在副反应多，产品纯度不高，设备40kV的条件下测定，扫描范围28为5。～70。；腐蚀严重，后处理中含大量的酸性废水会污染环Nicolet5700型红外拉曼光谱仪，美国尼高力公境等缺点。随着生活水平的提高，对香精和食品司，KBr压片法。的质量及环境保护提出了较高的要求，研究和开1．2ZrO：一Alo3复合载体负载硅钨酸催化剂发合成缩酮的方法具有一定的意义，因此，研究开的制备发对环境友好型的催化剂受到关注和重视_2J。ZrO：一A10，复

4、合载体的制备：称取ZrOC1：丁酮乙二醇缩酮系缩酮类化合物，也是重要1．09g，AI2(SO4)3l0．06g于蒸馏水中溶解完的化工中间体原料，常作为特殊的反应溶剂或合全。在剧烈搅拌下加入浓氨水(6mol／L)，调节成中间体。目前，文献报道用磷钨酸J，硅钨酸pH>10。过滤出沉淀，沉淀物在120oC脱水3h，(HSiW：0加)，硅胶负载硅钨酸J，强酸性阳再在马弗炉中500oC焙烧12h，自然冷却至室温，离子交换树脂，全氟磺酸树脂，二氧化钛负即制得ZrO：一A10，复合载体。载磷钨杂多酸，复合固体超强酸等催化剂对ZrO一A1：0，复合载体负载硅钨酸催化剂的合成缩酮具有良好的催

5、化作用。在催化理论中，制备：采用浸渍法制备ZrO：一A1：0，复合载体负对于活性中心的观点已达成共识，认为分子接近载硅钨酸催化剂，取硅钨酸和制备的复合载体按活性中心是关键的一步。因此，必须寻找合适的照一定的比例加入去离子水中，搅拌放置24h，过载体，将杂多酸有效地分散开，最大程度地发挥其滤干燥，在200℃煅烧2h，制得催化剂。催化作用。笔者对ZrO一A10，负载硅钨酸催化催化剂优化条件的选择：对制得的催化剂做合成丁酮乙二醇缩酮进行了研究，得到了较理想探针实验，催化剂的用量占反应物总质量的的结果。1实验收稿日期：2012—06—19。作者简介：杨水金，教授，博士。主要从事无机

6、功能材料的研1．1试剂与仪器究工作。ZrOC1，A1(S0)，，丁酮，乙二醇，环己烷，无基金项目：湖北省自然科学基金(2005ABA053)资助项目。细石油化工进展ADVA第’l3卷一第⋯l0期⋯56ANCESINFINEPETROCHEMICAIS1．5％，n(丁酮)：(乙二醇)=1．0：1．4，环己烷后，3250～3500cm间的峰变宽，而1500～10mL，沸腾下回流反应1h时，固定ZrO一A1O1750em间的峰明显加强，同时在1423．3cm复合载体质量为1．00g，考察ZrO：一A1O，复合处有一个明显的峰，说明硅钨酸与载体发生了较载体与硅钨酸质量比对催化剂活性

7、的影响，收集强的化学作用，而不是简单的物理吸附作用。在172～176℃的馏分，结果见表1。当复合载体与500～1000cm间，硅钨酸中977．0，925．5，硅钨酸质量比为1：0．5时，催化剂催化效果最好。795．6，555．5cm处的峰依然存在，此是中心原表1催化剂最佳条件的筛选子SiO的对称伸缩振动峰，这说明负载后的催化剂的骨架结构并未发生变化。2．1．2催化剂的XRD谱图2是H4SiW12O4o和H4SiW12O40／ZrO2一A12O催化剂的XRD图。1．3催化合成丁酮乙二醇缩酮的方法在150mL三颈瓶中按