负载型固体酸催化剂的成型工艺研究文献综述
2020-05-04 21:22:24
文 献 综 述
一.前言
随着时代的不断进步和科技的不断发展,机械设备的应用也越来越广泛,润滑油的需求也越来越多,以石油为原料的矿物润滑油并不足以支撑消耗,而且难以降解,其含有的杂质也会污染环境,因此对来源充足,绿色环保的合成润滑油成为了新的研究方向。 起润滑作用的油脂是经过酯化反应形成的,稀硫酸、磷酸等作为催化剂,反应过程中对设备具有反应着色差[1]、副反应多、腐蚀设备等[2]缺点,同时液体酸与反应物同样为液态,分离的过程也很繁琐,提纯产物回收原料都很麻烦,分离出来的废弃液体酸催化剂还会对环境造成污染,相对于液体酸催化剂,固体酸催化剂为固态,很容易与反应液分离,而且不会腐蚀设备,催化活性和选择性相对于液体酸催化剂都具有很大的优化,更重要的是固体酸催化剂可以重复使用,废弃物容易处理,环保性也大大提高[3-6]。因此,研究人员将目光放在了研究适合于工业生产的绿色环保的固体酸催化剂上。
但是,粉末状的固体酸催化剂还不能应用于工业生产中,这是由于大部分的工厂中,都需要一定形态的催化剂来适应不同形态的反应器,因此研究固体酸催化剂的成型工艺有着巨大的意义,是固体酸催化剂迈出实验室走到工业生产中的重要一环。
二.固体酸催化剂
2.1 磺酸型固体酸催化剂
磺酸型固体酸催化剂是通过在载体上(或负载在载体上的有机物上)引入磺酸基团,获得具有酸性的催化剂,由于酸性基团固定在载体上,对环境不会造成危害,同时对设备也不会造成腐蚀,并且可以容易的从反应物中分离出来循环使用[7]。Margolese D等[8]通过在原有的SBA-15的反应物中添加引入巯丙基的巯基烷氧基硅烷,再用双氧水将巯丙基氧化成丙基磺酸,经过后续处理获得带有磺酸基团的催化剂。通过检验发现催化剂的选择性非常优越 [9]。
2.2 SO42-(S2O82-)/MxOy固体酸催化剂
SO42- (S2O82-)/MxOy固体酸催化剂常见的制备方法是以金属盐为原材料,加入氨水或者氢氧化钠等调节pH使得金属以氢氧化物的形式形成絮状物沉淀,经过抽滤、干燥处理后浸泡在稀硫酸中,经过烘干、焙烧、洗涤等一系列操作形成催化剂。虽然制备复杂,但是其具有的反应条件温和、易分离、不腐蚀设备等优点使得以二氧化钛、二氧化锆等为金属氧化物组分的催化剂受到极大关注。潘柳依等[10]将二氧化锡引入二氧化钛中浸泡硫酸,对比单一的二氧化钛催化剂拥有更多的酸性中心,提高了催化剂的活性和稳定性