固体酸催化合成苯甲醛缩乙二醇【文献综述】

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1、毕业设计文献综述化学工程与工艺固体酸催化合成苯甲醛缩乙二醇[前言]酸催化反应涉及到烃类裂解、重整、异构等石油炼制过程，以及烯烃水合、聚合，芳烃烷基化、酰基化，醇酸酯化等石油化工和精细化工过程。而迄今为止，在这些生产过程当中应用的酸催化剂主要还是液体酸，目前来说此生产工艺已经比较成熟，但其发展过程却给环境带来了很大的弊端。此外，相对比与均相催化来说，还存在着很多难以控制的缺点，例如催化剂选择性差，容易腐蚀装置设备，连续生产性差等。特别是对的环境污染，这对于当今世界环境保护来说是不得不处理的隐患。早在60多年前，科研人员就试着寻找一种固体酸来代替液体酸，而在最近几年里

2、，固体超强酸已然成为了热门的研究对象。因为，对于液体酸来说，固体酸选择性高、与液相反应体系容易分离、不会腐蚀装置设备、反应后处理容易、对环境污染小等优点，并且酸催化反应的应用范围也更加得广，能在较高温度范围内使用。经过近年来的发展，固体酸的种类也越来越多，主要有无卤素固体超强酸、单组分固体超强酸、多组分复合固体超强酸。固体超强酸如今不管在催化剂的制备、理论的研究，结构的表征，还是在工业上的应用都取得了很大的进步，由于其突出的优点和良好的工业应用前景，固体酸催化剂已经成为了研究中的热点。同时人们除了不断研发新的固体酸催化剂以及固体酸催化工艺，也在努力研究固体酸酸性形

3、成和催化反应的机理[1]。固体超强酸催化剂是研究工业化的关键问题，例如制备高活性、强选择性、价格低廉的催化剂。解决好产物与催化剂的分离，以及催化剂的回收、再利用和再生等工业中存在的基本问题。在制备过程中引入微波、微乳等新技术，深入研究表面酸与制备方法、促进剂、载体之间的关系，酸性分布与制备方法、催化反应活性的关系，以便进一步改善固体超强酸的制备方法和固体酸催化剂再生方法，为工业化提供必要条件。缩酮是一类同一碳与两个烷氧基和两个烃基相连的有机化合物。可由半缩酮与醇在酸催化下反应制得，并且是一类应用广泛的香料。苯甲醛乙二醇缩醛，无色透明液体，具有苹果香韵，是许多香精配

4、方的成分之一。以往通常采用苯甲醛与乙二醇在无机酸(如浓硫酸、盐酸等)的催化下，直接反应缩合制得。但此方法产品的纯度不高、存在副产物较多、对设备腐蚀严重、污水排放量大、后处理中含大量酸性废水等缺点。伴随人民的生活水平日益提高，传统方法已然不符合人们对食品质量和环境保护的要求。因此，必须寻找一种新型催化剂代替以往催化剂来合成缩酮具有很大意义。国内外这方面研究主要集中在固体酸，固体酸在许多催化反应当中，显示出酸性强、不腐蚀设备、制备方便、耐高温、与产品分离简单等众多优点。并且研究中发现某些路易斯酸，分子筛，TiSiWl2040／TiO2等固体酸催化剂对缩酮催化反应效果良

5、好[2]。[主题]1.1杂多酸固体超强酸固体超强酸（superacid）是指固体的表面酸强度比100%硫酸更强的酸，即Hammett酸度函数Ho<-11.9的酸。杂多酸（HPA）催化剂的基础及应用研究的历史不长，但是它在工业催化剂开发的历史进程中却写下了光辉的一页。新型催化材料杂多酸20多年来一直受到催化领域的广泛重视。日本在此领域率先获得了突破，在1972年就在12-钨硅酸催化下进行丙烯水合工业化取得成功，此后又在1982年和1984年分别以12-磷钼酸和12-磷钼酸为催化剂，成功制得制得叔丁醇和甲基丙烯酸等八个项目工业化成功。在中国，杂多酸催化的基础和应用是在

6、80年代初活跃起来的。著者们分别对酯化、烷基化、酯交换及烯烃环氧化等类型反应进行大量的研究，并着重对烷基化和缩合脱水这两个类型反应进行了系列开发研究。在1988到1994年6年期间，我们在杂多酸催化工艺上也有了很大成绩，研发了双酚S和双酚A及三聚甲醛作为工程塑料的主要原料，新型的石油添加剂现已投入批量工业化生产。这些新工艺的开发，让我们传统工艺所存在的环境污染和设备腐蚀问题得到了很好的解决。而且，近年来也有学者对纳米杂多酸催化材料进行研究，并取得较好的效果[3]。1.1.1杂多酸的结构化学杂多酸的结构类型主要有以下几种：1:12系列A型、1:12系列B型、1:6系

7、列1:9系列、1:11系列及2:18系列等，我们使用最多的当属其中的1:12系列A型[4]。1:12系列A型即Keggin结构，可以表示为[XM12O40]n-（X=P,Si,Ge,As...,M=Mo,W,V）。其中磷钨酸可表示为：图1.1磷钨酸的结构经过研究人员的测定，杂多酸结构呈多面体空间堆积，以下是[PW12O40]·5H2O的结构示意图。图1.2[PW12O40]·5H2O的结构的键合、多面体及空间堆积示意图由此可知杂多酸结构具有对称性，杂原子和配原子呈多面体配位，还表示为一级结构、二级结构、三级结构，分别指多阴离子的结构、多阴离子与反荷离子组合得到的多

8、酸及其盐的