固载化AlCl_3催化合成二苯基甲烷

【摘要】：二苯基甲烷,通常用于香料工业,同时又是生产染料、医药的重要中间体。工业上二苯基甲烷合成方法是苯和苄基氯在Lewis酸催化剂作用下通过烷基化实现的,使用的催化剂有两类:一类是铝汞齐,另一类是均相ZnCl_2。这些催化剂存在的问题是反应操作复杂、具有腐蚀性、其产物选择性不高,应用日益受到限制。因此开发高选择性、后处理简单的环境友好固体酸催化剂成为研究二苯基甲烷合成反应的关键。 本工作选用固载化AlCl_3催化剂用于苯和苄基氯烷基化反应研究,选取具有微孔、介孔和双孔(介孔、大孔并存)结构的γ-Al_2O_3为载体,采用两步气相法制备AlCl_3/γ-Al_2O_3催化剂,考察了催化剂用量、苯/苄基氯摩尔比、反应温度、载体孔径以及反应时间等条件对催化性能的影响,并对固载化AlCl_3催化剂反应动力学和扩散动力学进行了研究。 固载化AlCl_3催化剂中,AlCl_3/γ-Al_2O_3(双孔)的催化反应活性最高,而AlCl_3/γ-Al_2O_3(微孔)则具有更高的二苯基甲烷选择性,即孔径越大催化反应活性越高,而二苯基甲烷的选择性则相应越低。从产物收率角度看,AlCl_3/γ-Al_2O_3(双孔)最适宜做该反应的催化剂,该催化剂在温度303K,催化剂用量0.32g,苯/苄基氯摩尔比为10:1的反应条件下,15min苄基氯即可完全转化,二苯基甲烷选择性达到83.3%,且可以重复使用4次。研究发现较高的催化剂用量、反应温度和较低的苯/苄基氯摩尔比,能促进苄基氯自聚、二苯基甲烷二次烷基化反应的发生,不利于提高二苯基甲烷的选择性。 同传统的均相AlCl_3催化剂相比,由于载体的择型性和扩散阻力的存在,固载化AlCl_3催化剂上二苯基甲烷选择性提高,苄基氯的消耗速率减小。在反应动力学和扩散动力学的研究中发现,传统的均相AlCl_3的反应具有较低的反应活化能,而在固载化AlCl_3催化剂中,AlCl_3/γ-Al_2O_3(双孔)反应活化能最低。对各催化剂的反应内扩散系数的计算结果发现,载体孔径对扩散系数影响较大,随着载体孔径减小,催化剂上反应的扩散系数会显著降低,即传统均相AlCl_3催化剂上苯与苄基氯烷基化反应主要是由反应动力学因素控制,而固载化AlCl_3催化剂上反应主要受内扩散控制。 【关键词】：苄基化 二苯基甲烷 固载化AlCl_3催化剂
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TQ241.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-11
• 1 文献综述11-27
• 1.1 二苯基甲烷的合成方法11-12
• 1.2 苯和苄基氯烷基化的反应机理12-13
• 1.2.1 氧化还原机理12-13
• 1.2.2 酸催化机理13
• 1.3 苯和苄基氯烷基化法催化剂的研究进展13-23
• 1.3.1 氧化还原类催化剂14-16
• 1.3.2 酸催化剂16-23
• 1.4 固载化AlCl_3催化剂的研制与应用23-26
• 1.4.1 固载化AlCl_3催化剂的制备方法23
• 1.4.2 AlCl_3固载化机理及其表面结构与活性中心23-24
• 1.4.3 固载化AlCl_3催化剂的应用24-26
• 1.5 选题依据26-27
• 2 实验部分27-33
• 2.1 原料27-28
• 2.1.1 基本试剂27-28
• 2.1.2 反应原料28
• 2.2 催化剂制备28-30
• 2.2.1 催化剂制备方法28-29
• 2.2.2 催化剂制备装置29-30
• 2.3 催化剂中AlCl_3固载量的测定30
• 2.4 反应原料的预处理30-31
• 2.5 反应流程31
• 2.6 分析及计算方法31-32
• 2.6.1 分析方法31
• 2.6.2 计算方法31-32
• 2.7 实验产物混合物分析32-33
• 3 反应条件对苯与苄基氯烷基化反应的影响33-44
• 3.1 催化剂活性的比较33-34
• 3.2 催化剂用量的影响34-37
• 3.3 苯／苄基氯摩尔比的影响37-39
• 3.4 反应温度的影响39-41
• 3.5 反应时间的影响41
• 3.6 载体孔径大小的影响41-42
• 3.7 催化剂稳定性的考察42-43
• 3.8 本章小结43-44
• 4 固载化AlCl_3催化合成二苯基甲烷反应动力学研究44-53
• 4.1 国内外烷基化反应动力学研究状况44-45
• 4.2 本论文反应动力学方程的建立45-46
• 4.3 反应表观速率系数和表观活化能的确定46-51
• 4.4 扩散速率系数的确定51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 结论53-54
• 参考文献54-58
• 附录58-60
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况60-61
• 致谢61-62
• 大连理工大学学位论文版权使用授权书62

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

新型疏水性固体酸ZR(SO_4)_2/AC催化剂的制备及其催化性能    张敬畅;孟秀娟;曹维良;

铝支撑含氟锂蒙脱土的表征及酸性    葛忠华

含铁介孔分子筛的烷基化反应性能    何农跃,曹洁明,鲍书林,须沁华

ZnCl_2/粘土-SA_(01)催化剂上二苯甲烷的合成    乌云,赵慧,陈其和,嘎日迪,宝迪,照日格图

三氯化铝固载化的新方法    蔡天锡,贺民,石先哲,宋朝霞,曹殿学

固体酸催化材料的研究进展    彭振山,陈亚中,蔡铁军,邓谦,郭军

蒙脱土固体酸的制备及表征    强敏,李莉,陈莹莹,余明程

关于蒙脱土K-10催化的烯丙醇脱水重排和二烯-酮-酚重排机理探讨    李立,李爱肖,李同双

负载型固体酸催化合成乙酸乙酯    张翠仙,张会琴,涂华民,齐建国

环境友好固体超强酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3催化合成阿斯匹林的研究    陈洪,龙翔,符史良,黄思庆

Fe~(3+)改性SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸的制备及其光催化性能研究    裘小宁;

超细固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2催化合成棕榈酸乙酯    李芳;张旭;

绝热床中结炭B-02催化剂烧炭再生模拟研究    张吉瑞;安亚平;

绝热床中结炭B02催化剂烧炭再生过程模拟研究（第Ⅱ报）    杜迎春，李东风，张吉瑞

B02催化剂上丁烯氧化脱氢换热床反应器模拟    杜迎春，张吉瑞

硫化促进剂在5A分子筛上的动态行为研究    段雪,饶国瑛,朱娅玲,欧阳序辉

合成异丙苯的高循环量与低苯烯比反应技术    汤先富,陈标华,李建伟,曹钢

中孔分子筛上苯与1-十二烯烷基化合成十二烷基苯    李娟;严世成;李建伟;陈标华;邓玮;

疏水性固体酸H_3PW_(12)O_(40)/HZSM-5催化合成丙烯酸正丁酯    姜亚洁;阮运进;李想;曹维良;张敬畅;

连续重整催化剂再生烧炭动力学    王虹

AlCl_3/SiO_2催化剂上重烷基苯的合成及其磺酸盐的表面性质    李秀媛;

固体酸催化酰基化反应的研发现状及发展趋势    李杰;周春晖;肖金龙;葛忠华;李小年;

催化合成挂式四氢双环戊二烯的研究进展    亢建平;杜咏梅;李春迎;吕剑;

改性蒙脱土固体酸的制备及其催化性能    何玉莲;何昌洪;崔锡红;邵荣兰;

环境友好催化技术发展趋势    张敬;

单颗粒Pd/α-Al_2O_3催化剂活性组分的优化分布    刘秀芳;康文国;汪威;计扬;肖文德;

催化无焰燃烧技术及其应用    陈水辉;刘艳春;张全胜;

新型固体超强酸S_2O_8~(2-)/TiO_2在酯化反应中的催化性能研究    徐洪;余东;仲丽;史玉杰;魏玲;

可磁性TiO_2负载粘土-SA_(01)光催化剂的制备及其光催化性能的研究    萨嘎拉;桑志茹;照日格图;

铝柱撑蒙脱石的制备、结构及其吸附性能研究    王桂芳

固体酸碱催化剂的制备及其在生物柴油合成中的应用    高登征

纳米碳纤维的批量制备技术与装置研究    张勇

钛基SCR催化剂及其钾、铅中毒机理研究    姜烨

MCM-41基新型酸催化剂的合成、表征及催化性能研究    曹映玉

多孔相变材料中的流动与反应    姜元勇

生物质基丁酮经由Baeyer-Villiger氧化转化生成乙醇的途径及机理研究    张蓓笑

催化法脱除芳烃中微量烯烃的研究    江正洪

汽油氧化重整制氢反应过程研究    王艳辉

软锰矿烟气脱硫研究    朱晓帆

甲醇合成催化剂固定床错流传热研究    孙合胜

1-癸烯齐聚物润滑油基础油的合成研究    江玲

白土的改性及催化法脱除芳烃中的烯烃    曾宪松

变压吸附法分离合成气中CO的吸附剂制备及性能研究    张健

微波条件下生物油催化酯化提质的研究    郭春霞

α-羟基脂肪酸的合成及其用于制备α-硫酸化脂肪酸二钠盐    陈文福

Fe基催化剂上苯与氯化苄苄基化反应研究    林涛

固体酸催化剂SO_4~(2-)/MxOy-活性白土的制备、表征与应用    白丽梅

六方介孔氧化硅的改性及其在烟草降焦方面的研究    舒丽君

无催化酯化合成苯甲酸苄酯的动力学研究及其在苯甲酸精制过程中的应用    袁欣

从矿质组分变化看膨润土酸化改性机理    温淑瑶,张科利,方国华

稀土固体超强酸催化合成对羟基苯甲酸酯    徐景士,陈慧宗

杂多酸催化剂连续法合成乙酸乙酯    王恩波,段颖波,张云峰,周延修

SO_4~(2-)/Ti-Al-O固体超强酸的酸强度及催化性能    卢冠忠,江娴,王筠松

粘土固体酸材料的制备及其性能    叶玲,黄继泰,戴劲草,肖子敬

稀土固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2/La~(3+)的制备及其催化酯化作用    林进,刘华亭,王兰芝

膨润土的工艺特性及其应用    李建平

固体超强酸催化剂ZrO_2-Dy_2O_3/SO_4~(2-)-HZSM-5的制备及结构性能关系的研究    郭锡坤,林绮纯,林维明

具有ZSM-11结构的分子筛型(SO_4)~(2-)/Zr-ZSM-11超强酸的制备    季山,廖世军,王乐夫

γ-Al_2O_3负载Cr促进SO_4~(-2)/ZrO_2固体超强酸研究    雷霆,华伟明,唐颐,乐英红,高滋

微波作用下木材苄基化改性研究    滕莉丽,王科军,郭国瑞

固载化AlCl_3催化合成二苯基甲烷反应动力学研究    纪敏;吴海鸣;贺民;蒋山;蔡天锡;

芳代烷基肼类的化学Ⅲ.——关于稀水合肼的苄基化之研究    孙玉善 ,滕有为 ,陈希颖

葡萄糖2位羟基选择性苄基化保护    王克军,赵毅民

一种新的保护的2-脱氧-2-氨基葡二糖合成    郭振楚,韩亮,胡博,曹赐生

苄基化壳聚糖溶致液晶的临界浓度    董炎明,郭振楚,董奇志,阮永红,吴玉松

联苯苄基化反应合成高温导热油的研究    赵凤阁,董慧茹,刘国文

KF-Al_2O_3催化二苯胺的苄基化    王文,马晨,杨玉伟,郝树萱

超声波作用下的糖精相转移催化N-苄基化反应的研究    嵇学林,刘华,黄昆

急性4,4’-二氨基二苯基甲烷中毒肝功能改变    王丽光

1-苄基-3-(5-芳基-2-呋喃甲酰基)-6-甲基尿嘧啶的合成及除草活性测定    陈龙;薛思佳;

天麻化学与药理研究    张兰珍;郭亚健;石任兵;肖小月;

中国大陆聚氨酯原料市场状况浅析    蔡建国;

聚氨酯运动场面层的生产及环保问题    郭龙;张敏;

二苯基甲烷二异氰酸酯的结构鉴定    张志和;杨万宏;申运栓;孙敦孝;于永良;杨丰科;张玉冰;张书圣;刘澄凡;

天麻化学与药理研究    张兰珍;郭亚健;石任兵;肖小月;

基于MDI和HMDI聚氨酯脲模型硬段的红外光谱研究    张世杰;任志勇;付阳;朱琰;朱诚身;

氯化苄改性稻草光降解性能的研究    牛盾;王育红;王林山;

具有工程实用性的改性双马来酰亚胺树脂    赵渠森;

聚氨酯中氢键研究    陆兴军;王源身;邬学文;

烟台万华赢取公平竞争    木子

巴斯夫在比利时MDI装置扩产    肖化

商务部举行首次反倾销调查听证会    记者 王惠丽

我国MDI产业面临挑战    本报记者 田朝晖

商务部终止对日本韩国进口MDI反倾销调查    步欣

MDI反倾销立案影响几何    华夏证券研究所 赵献兵

118种物质或可用于食品包装材料    记者张昊

木质纤维氰乙基化、苄基化及其应用研究    曲保雪

铪盐和铜盐催化芳烃和杂环芳烃苄基化反应    张诚一

基于生物炼制的竹材组分分离及苄基化研究    李明飞

铁盐催化的杂环化合物的合成研究    范锦敏

4"-Acetylmananthoside B的全合成研究    赵桂龙

固载化AlCl_3催化合成二苯基甲烷    吴海鸣

固载化AlCl_3催化剂上Endo-TCD异构化反应的研究    武丽美

固载化AlCl_3催化剂上支链重烷基苯的合成    曹果林

以稻草为原料制备热塑性纤维素    黄丽君

D-呋喃阿洛糖衍生物的合成    赵传生

固载化AlCl_3催化剂上重烷基苯的合成    李秀媛

Zn（OTf）_2催化芳烃付-克苄基化反应研究    张佳燕

Fe基催化剂上苯与氯化苄苄基化反应研究    林涛

金属锌促进无溶剂“一锅法”合成烃基酯和醇    孟团结

表没食子儿茶素衍生物的半合成及活性评价    秦绪龙