论文部分内容阅读
丙烯酸是重要的化工原料，广泛应用于皮革、纺织、粘合剂、涂料等行业中。随着经济的发展，全球丙烯酸的需求量逐年增加。目前工业上85％的丙烯酸是采用丙烯两步氧化法制得的，而原料丙烯的主要来源是石化资源。由于石油资源的日渐减少和价格的攀升，迫使人们开发和研究新的可持续途径制取丙烯酸。其中乳酸可以一步脱水制得丙烯酸，且乳酸发酵技术成熟，来源广泛，清洁无污染，成为备受关注的制取丙烯酸的途径之一。 先前的许多研究发现硫酸盐和磷酸盐对于乳酸脱水制丙烯酸反应表现出良好的催化活性。另外，催化剂载体的孔结构和化学组成对产物分布有显著的影响。研究表明沸石分子筛对于醇类脱水反应是有效的催化剂，尤其是NaY分子筛。在我们先前的工作中，系统地研究了磷酸盐修饰NaY分子筛在乳酸脱水制丙烯酸反应中的催化活性，发现Na2HPO4修饰的NaY分子筛催化活性高。相比常规NaY分子筛，小粒径NaY分子筛有较大的外表面积和较短的孔道，具有更多的活性中心和较快的扩散速率，因此更具发展潜力。 本论文通过水热合成法，在无导向剂的条件下，合成出小粒径的NaY分子筛。采用浸渍法将Na2HPO4负载在小粒径NaY分子筛上。将Na2HPO4修饰的小粒径NaY分子筛作为一种新型催化剂应用到乳酸脱水制丙烯酸反应中，考察不同粒径的NaY对催化活性的影响。Na2HPO4修饰小粒径NaY-n分子筛后，基本消除了表面强酸位，可以避免更多副反应发生。当Na2HPO4负载量为12％，反应温度为340℃时催化活性最高，丙烯酸的产率可达74.3％，与公开文献报道的结果相比，这是迄今获得的最高单程收率，也大大超过12％Na2HPO4/NaYcom的催化活性。在Na2HPO4修饰小粒径NaY分子筛上有较多的磷酸氢二钠通过质子转移生成乳酸钠活性物种，同时表面上不活性的聚乳酸物种的量也较少。