论文总字数：16744字

摘 要

作为一种高效的、可回收使用的固体酸和固体碱，离子交换树脂在有机催化反应中得到了广泛的应用。本文原料为冰醋酸和过氧化氢，催化剂为阳离子交换树脂Amberlyst-15，催化合成产物过氧乙酸。探究了合成反应过程中时间、温度、投料比及催化剂用量等因素对过氧乙酸含量的影响。实验结果表明，催化剂阳离子交换树脂Amberlyst-15是一种安全、有效的固体酸催化剂，并且投料比对反应有显著影响。在优化反应条件下，产物过氧乙酸的含量可以达到22.8%。阳离子交换树脂Amberlyst-15在循环使用10次后，通过红外检测，催化剂Amberlyst-15依旧可以保持良好的结构和催化性能。通过本工艺与现有浓硫酸催化方法制备的过氧乙酸产品相比具有生产过程环境友好、产品稳定、使用安全且对金属腐蚀性小等优点。

关键词：过氧乙酸 固体酸 Amberlyst-15 催化合成

Abstract

As an efficient and recyclable solid acid and solid base, ion exchange resin has been widely used in organic catalytic reactions. In this paper, glacial acetic acid and hydrogen peroxide were used as raw materials, and amberlyst-15 as catalyst. The effects of time, temperature, feed ratio and catalyst dosage on peracetic acid content were studied. The results show that amberlyst-15 is a safe and effective solid acid catalyst, and the feed ratio has a significant effect on the reaction. Under the optimized reaction conditions, the content of peracetic acid can reach 22.8%. After the cation exchange resin amberlyst-15 is recycled for 10 times, the catalyst amberlyst-15 can still maintain good structure and catalytic performance through infrared detection. Compared with the peracetic acid product prepared by the existing concentrated sulfuric acid catalytic method, the process has the advantages of friendly production environment, stable product, safe use and less metal corrosion.

Key Words: Peroxyacetic Acid;Solid Acids;Amberlyst-15;Catalytic Synthesis

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1关于过氧乙酸 1

1.2过氧乙酸的应用 1

1.2.1 过氧乙酸在环境工程的应用 1

1.2.2 过氧乙酸在能源工程中的应用 1

1.2.3 过氧乙酸在仿生化学领域中的应用 2

1.3过氧乙酸的合成研究进展 2

1.4本文的主要研究内容………………………………………………………2

第二章 过氧乙酸的合成工艺探究 5

2.1过氧乙酸合成实验 5

2.2试剂与仪器 5

2.2.1试剂 5

2.2.2仪器 5

2.3实验内容 6

2.3.1 Amberlyst-15的活化方法 6

2.3.2过氧乙酸含量检测 6

2.3.2.1含量检测 6

2.3.2.2计算公式 6

2.3.3 Amberlyst-15表面酸量测定 6

2.3.4过氧乙酸稳定性试验 7

2.3.5金属腐蚀性试验 7

2.3.6催化剂的红外光谱测定实验……………………………………………7

2.4结果与讨论 7

2.4.1 过氧乙酸合成催化工艺条件优化 8

2.4.1.1 原料配比对过氧乙酸含量的影响 8

2.4.1.2 反应温度对过氧乙酸含量的影响 9

2.4.1.3 Amberlyst-15用量对过氧乙酸含量的影响 9

2.4.1.4 反应时间对过氧乙酸含量的影响 10

2.4.1.5 Amberlyst-15的循环使用次数 10

2.4.2 稳定性研究 11

2.4.3 金属腐蚀性比较 12

第三章 实验结论与展望 13

3.1结论 13

3.2展望 13

参考文献 14

致谢 18

第一章 文献综述

1.1关于过氧乙酸

过氧乙酸（PAA）是一种有强烈刺激乙酸气性的无色溶液。它是一种很强的氧化剂[1]，由于氧化性很强，所以过氧乙酸在生活中的应用很多。过氧乙酸溶液作为水处理剂普遍应用于污水治理和工业废水处理中。过氧乙酸作为一种绿色环保的水处理剂，不仅安全高效、廉价实用，而且还可以和其他的水处理剂一起使用。低浓度的过氧乙酸还能用于医疗器械、餐饮行业、家庭卫生等领域的消毒。过氧乙酸由于含带乙酸的刺激性气味，会对人体的眼睛和呼吸系统造成一定的刺激性。高浓度的过氧乙酸具有一定的腐蚀性，直接接触皮肤可能会发生灼伤。

1.2过氧乙酸的应用

1.2.1 过氧乙酸在环境工程的应用

自1980年以来，过氧乙酸溶液作为水处理剂开始应用于污水治理和工业废水处理中，之后过氧乙酸作为消毒剂在污水的应用得到了广泛的研究[2]。Kramer[3]较早的将过氧乙酸溶液应用于废水治理中，研究发现10 mg/L左右的过氧乙酸溶液就能很好的抑制数十种水中的细菌。研究表明过氧乙酸是一种绿色环保的水处理剂，不仅安全高效、廉价实用，而且还可以和其他的水处理剂一起使用。

据文献报道[4]，过氧乙酸还能用于医疗器械、餐饮行业、家庭卫生等领域的消毒。在2008年我国非典防控期间，低浓度的过氧乙酸溶液被用来广泛的使用。0.3%左右低浓度的过氧乙酸溶液可用来清洗瓜果、蔬菜，之后再用清水冲洗可以除掉蔬菜表面的残存农药。

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