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固体超强酸催化合成哌嗪的研究

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毕业论文范文题目：固体超强酸催化合成哌嗪的研究，论文范文关键词：固体超强酸催化合成哌嗪的研究
固体超强酸催化合成哌嗪的研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：哌嗪是医药、农药、染料等行业用的重要精细有机化工中间体,目前其合成工艺需要高温高压等苛刻工艺条件。在前人研究基础上,本文采用超声化学共沉淀法制备了SO42-/ZrO2/Al2O3固体超强酸催化剂,初步对该催化剂的结构进行了表征,研究了制备工艺条件对催化剂酸性强度的影响,并采用固定床反应器研究了该催化剂催化乙二胺合成哌嗪的工艺条件。采用超声共沉淀法制备SO42-/ZrO2/Al2O3固体超强酸催化剂,在超声波辐射及强烈搅拌条件下,将ZrOCl2·8H2O及Al(NO3)3·8H2O溶解于去离子水中,再滴加氨水调节溶液的pH值为8-9。出现白色沉淀后,在0℃下陈化一段时间,抽滤,用去离子水洗涤至无Cl-。在105℃下干燥24小时后,将固体研磨（本文此处忽略..）为粉末,用(NH4)2SO4溶液浸渍一段时间,蒸干水分,烘干,研磨为粉末,最后置于马弗炉中焙烧,即可得到催化剂。红外光谱和TG-DSC分析结果表明,SO42-/ZrO2/Al2O3固体超强酸桥式双配位结构,与金属氧化物表面以桥式双配位结构相结合的SO42-使金属阳离子成为固体超强酸的L酸性中心。红外光谱和TG-DSC分析结果还表明SO42-/ZrO2/Al2O3固体超强酸容易吸水,水分子以M-OH2的形式吸附在金属氧化物上,使L酸性中心由L酸变为B酸,失去水分子后,又由B酸变为L酸。浸渍溶液(NH4)2SO4的浓度低于1.2mol/L的时候,催化剂的酸性强度随浸渍溶液浓度升高而增大,但(NH4)2SO4溶液浓度超过1.2mol/L后,催化剂的酸性强（文章此处忽略..）度随浸渍溶液浓度升高反而降低。随(NH4)2SO4溶液浓度增大,催化剂的含硫量逐渐增大,当(NH4)2SO4溶液浓度为1.5mol/L的时候,催化剂的含硫量达到最大值,当(NH4)2SO4溶液浓度继续增大时,催化剂的含硫量降低。在制备SO42-/ZrO2/Al2O3固体超强酸的时候,随陈化时间增加,催化剂的酸性强度增大,但陈化时间超过9小时后,催化剂的酸性强度没有明显变化。焙烧温度不超过550℃时,催化剂的酸性强度随焙烧温度升高而增强,但温度超过550℃时,催化剂的酸性强度随焙烧温度升高反而降低。随固体超强酸中Al的摩尔分数增大,催化剂的酸性强度先增大后减小,但变化幅度不明显。在其它工艺条件相同的情况下,采用超声波辐射可以改善催化剂颗粒的粒径（文章此处忽略..）,提高催化剂的比表面积,明显提高催化剂的酸性强度。以SO42-/ZrO2/Al2O3固体超强酸为催化剂,采用常温固定床反应器催化乙二胺合成哌嗪,随反应温度升高,反应原料乙二胺的转化率增大,但反应温度超过250℃后,乙二胺转化率的没有明显的变化,而哌嗪的选择性在低于250℃条件下具有较好的选择性。随反应温度继续上升,哌嗪的选择性和收率急剧下降。随进料流速增大,原料乙二胺的转化率和哌嗪的收率在0.10-0.40ml/min范围内没有明显变化,但在进料速度超过0.50ml/min后,乙二胺的转化率和哌嗪的收率急剧降低,而哌嗪的选择性则与进料速度没有明显关系。乙二胺的浓度为30%和50%的时候,原料转化率、哌嗪收率以及哌嗪的选择性没有明显差别;（文章此处忽略..）但随乙二胺浓度进一步增大,原料转化率急剧下降,而哌嗪的选择性和哌嗪的收率则下降更快。正交实验结果的方差分析表明,反应温度对哌嗪的收率有显著的影响。而进料速度和乙二胺浓度对哌嗪的收率没有显著的影响。随催化剂中Al的含量增大,乙二胺的转化率、哌嗪的收率和选择性均提高,但Al的摩尔分数超过20%的时候,随Al的摩尔分数进一步增大,哌嗪的收率和选择性没有明显变化。

以上为本篇毕业论文范文固体超强酸催化合成哌嗪的研究的介绍部分。

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