SO3H-MCM-41对丙烯酸和异丁烯加成反应的催化性能

作者：周峰; 汤吉海; 陈献; 费兆阳; 崔咪芬; 乔旭

来源：石油学报(石油加工), 2014, 30(04): 629-637.

• SO3H-MCM-41
• 丙烯酸
• 异丁烯
• 丙烯酸叔丁酯
• 加成反应

采用一步水热共缩合法制备了表面磺酸嫁接的介孔分子筛SO3H-MCM-41,采用XRD、N2吸附-脱附、红外吸收光谱、吡啶吸附红外光谱、酸碱滴定等手段对其物理化学性质进行了表征,考察了SO3H-MCM-41对丙烯酸与异丁烯直接加成反应合成丙烯酸叔丁酯的催化性能,在n(i-Butene)/n(Acrylic acid)=1时,探讨了催化剂制备条件n(Sulfonic acid)/n(Silica),丙烯酸与异丁烯加成反应条件m(t-Butanol)/m(Acrylic acid)、m(Catalyst)/m(Acrylic acid)和反应温度对反应转化率及产物选择性的影响。结果表明,SO3H-MCM-41表面成功嫁接了磺酸基团,嫁接后的分子筛具有纯硅MCM-41分子筛的晶体结构。提高n(i-Butene)/n(Acrylic acid)可以显著提高丙烯酸转化率,而丙烯酸叔丁酯选择性基本保持不变;采用n(Sulfonic acid)/n(Silica)=0.3制备的SO3H-MCM-41催化剂,在反应时间6h、、反应温度50℃、n(i-Butene)/n(Acrylic acid)=2、m(Catalyst)/m(Acrylic acid)=0.01和m(t-Butanol)/m(Acrylic acid)=0.04的条件下,丙烯酸转化率为90.0%,丙烯酸叔丁酯选择性为92.8%,二异丁烯选择性为4.8%。SO3H-MCM-41催化剂重复使用5次其催化活性保持稳定。在工业生产过程中,提高丙烯酸转化率有利于降低丙烯酸与丙烯酸叔丁酯的分离能耗。

• 单位
  化学化工学院; 材料化学工程国家重点实验室; 南京工业大学