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合成乙二醇单叔丁基醚的MOF催化剂研究任务书

 2020-06-07 21:25:03  

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

异丁烯与乙二醇醚化反应生成乙二醇单叔丁基醚,这个反应是放热可逆连串反应,反应过程中无水生成,反应原子经济性高、工艺流程简单,是一种具有经济和环保双重优势的新型工艺,其关键在于高效催化剂的开发。目前醇烯醚化催化剂主要是矿物酸、离子交换树脂、沸石分子筛、负载杂多酸、离子液体等等。在这个反应体系中,异丁烯与乙二醇生成乙二醇单叔丁基醚为主反应,乙二醇二叔丁基醚、二异丁烯、叔丁醇等的生成均为副反应。因此为了抑制异丁烯聚合以及乙二醇单叔丁基醚进一步反应生成乙二醇二叔丁基醚从而提高羧酸酯乙二醇二叔丁基醚的选择性,我们就要找到合适的温度以及很好的控制反应的时间,但是这些往往是非常困难的。开发高选择性催化剂是解决上述技术难题的有效途径之一。

近年来,基于MOF材料结构的优异性,越来越多的人开始研发MOF催化剂。MOFs化合物结合无机和有机材料的优点,它是由无机金属和有机配体构筑而成的晶体化合物。由于金属离子和配体的多样性可以设计多种结构拓扑的MOFs材料,使其具有良好的稳定性、有序度、多孔性、高表面积、可修饰性等特点。与传统的多孔材料相比,这类材料最大的优点是构筑单元和组成的多样性,可以通过合理的设计引入不同的官能团和金属中心。而且磺酸基团具有一定的催化活性,用磺化MOF催化醇类与烯烃直接加成制备醚类化合物是一种具有重要意义的方法。本课题组对MOFs进行磺酸改性,用于催化乙二醇单叔丁基醚的加成反应。

最后通过异丁烯与乙二醇的加成醚化反应对催化剂的催化活性进行表征对比;通过扫描电镜,元素分析、X射线衍射仪,比表面积与孔径测定仪,显微红外光谱仪、拉曼光谱、NH3-TPD、热重分析等表征手段了解认识催化剂的形貌,结构,元素含量及分布,孔径分布,比表面积,酸位类型,强度及分布等一系列本质特性,解释催化剂在异丁烯加成醚化反应中的行为特点。

2. 参考文献

[1]. 沈景余. 国外乙二醇叔丁基醚的生产和利用[j]. 精细石油化工, 1996(5):45-51.

[2]. 李凤琴. 乙二醇单叔丁基醚的合成及应用[j]. 合成橡胶工业, 1989(6):23-26.

[3]. 宋坤. dbsa微乳催化醚化、酯化反应的研究[d]. 东北师范大学, 2008.

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3. 毕业设计(论文)进程安排

(1)3月2日至3月15日,完成文献检索,文献综述和开题报告的撰写。

(2)3月15日至4月15日,mof催化剂设计,制备,表征等探究实验。

(3)4月15日至4月30日,进行异丁烯加成醚化反应实验,测试催化剂性能,记录实验数据。

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