聚合物類雜多化合物催化劑的制備及其酯化反應性能研究.pdf

1、雜多酸是一類無機高分子化合物，組成簡單，結構確定，具有強酸性和氧化還原性。以其作為酸型、氧化-還原型或雙功能新型催化劑已在工業(yè)生產方面有廣泛應用，然而，增強催化劑的回收和重復使用性仍是一個亟待解決的問題。聚合物離子液體具有離子液體和聚合物的雙重性質，如熱穩(wěn)定性高、結構多樣、易被修飾等。將聚合物離子液體和雜多酸結合以制備聚合物類雜多化合物催化劑，可以很好的解決催化劑回收和重復使用性難的問題。
　　本研究選用磷鎢雜多酸為主要原料，分別

2、與修飾的PEG、聚乙烯基咪唑類離子液體和聚乙烯基吡啶類離子液體結合制備聚合類雜多化合物，并將其用于己二酸與正丁醇的酯化反應，詳細考察了各種有機陽離子對催化性能的影響，優(yōu)化了反應條件。同時采用FT-IR、XRD、TG、元素分析等分析測試技術對催化劑的結構及組成進行表征。
　　采用不同分子量的PEG和含不同烷基基團的咪唑結合作為陽離子，將其與磷鎢酸陰離子結合制備聚乙二醇雙核咪唑類雜多化合物催化劑。XRD、FT-IR、TG、元素分析結果

3、表明，雜多陰離子高度分散在聚合物表面，二者以離子鍵結合，且保持了雜多陰離子的Keggin結構。該催化劑在酯化反應過程中表現(xiàn)出溫度控制的相轉移催化行為。詳細考察了PEG分子量、咪唑環(huán)上碳鏈長度和陽離子取代雜多酸的質子數(shù)對催化劑酯化反應性能的影響。在所制備的系列催化劑中，[C8IM-PEG800-C8IM]0.5H2PW12O40具有最高活性。該催化劑適宜的酯化反應條件為：反應溫度115℃，醇酸摩爾比為4.5:1，催化劑用量為酸質量的5％，

4、帶水劑甲苯用量為總反應體系質量的30%。在該條件下己二酸的轉化率可達98.3%。[C8IM-PEG800-C8IM]0.5H2PW12O40催化劑具有優(yōu)良的重復使用性和結構穩(wěn)定性，重復使用6次依然保持較高的活性，且催化劑的結構基本不變。
　　對N-乙烯基咪唑類離子液體進行均聚反應或通過DVB交聯(lián)進行共聚反應制備聚合物，然后和磷鎢酸結合以合成聚合物類雜多化合物催化劑。XRD、FT-IR、TG、元素分析表征結果表明，雜多陰離子因與聚合

5、物中的每一個離子單元通過離子鍵結合而高度分散在聚合物表面，并且維持了雜多陰離子的Keggin結構。含-SO3H和-COOH等酸性基團的催化劑具有較高的催化活性，而交聯(lián)的催化劑活性相對較差。Poly(VMPS)-HPW具有優(yōu)良的催化活性、重復使用性和結構穩(wěn)定性，重復使用5次后，己二酸轉化率降低不超過8.0%。
　　以磺化的聚乙烯基吡啶為陽離子，通過離子鍵和雜多陰離子結合，成功制備了聚乙烯基吡啶類雜多化合物P[VpyPs]-PW，且雜