1. 研究目的与意义
以活性炭为载体制备高效的活性炭负载复合酸催化剂,用于催化环氧乙烷与二甲醚开环反应制备乙二醇二甲醚。①对活性炭载体进行筛选研究,确定适宜的活性炭载体;②进行活性炭负载复合酸催化剂制备工艺研究,包括主催化剂、助催化剂及其配比,吸附温度、吸附时间、热处理温度等研究,确定适宜的活性炭负载复合酸催化剂制备工艺及工艺条件;③进行活性炭负载复合酸催化剂活性评价实验,筛选出适宜的催化剂制备工艺;④对筛选出的活性炭负载复合酸催化剂进行初步表征。⑤在釜式反应器上对筛选出的活性炭负载复合酸催化剂进行环氧乙烷与二甲醚开环反应制备乙二醇二甲醚适宜工艺条件研究,确定适宜的工艺条件。
2. 国内外研究现状分析
目前国内外乙二醇二甲醚的使用越来越广泛,在日本高品质的乙二醇二甲醚应用于电池、电子元件等供不应求,长须进口来满足需求;美国克莱恩公司也大量生产乙二醇二甲醚销往全球各地;印度对乙二醇二甲醚的需求也与日俱增;而我国对乙二醇二甲醚的研究还需要进一步的探索研究。目前乙二醇二甲醚的需求量正与日俱增,且应用领域不断扩宽,除用作气体吸收剂、萃取剂和脱漆剂外,还用于电化学,高分子化学的聚合材料,有机化合物,医药中间体的合成、工业品添加剂、清洗剂复配物、粘结剂复配物、制备硼化物和有机金属等领域。
3. 研究的基本内容与计划
(1)以活性炭负载复合酸为催化剂,进行环氧乙烷和二甲醚催化开环反制备乙二醇二甲醚反应研究,在釜式反应器中筛选出适宜的活性炭负载复合酸催化剂。
(2)研究适宜的复合固体酸催化剂催化环氧乙烷和二甲醚反应工艺条件,包括:催化剂用量、原料配比、反应温度、反应压力、反应时间等。
(3)探索固定床反应器催化环氧乙烷和二甲醚催化开环反应的反应性。
4. 研究创新点
国内外科研人员虽然对活性炭固载Lewis酸或质子酸的固体酸催化剂方面有一定的研究,在固体酸催化酯化、烷基化和脱水环化等方面做了许多工作,但到目前为止,还未报道有关活性炭固载Lewis酸和质子酸的复合固体酸催化剂方面的制备和应用研究,也未报道有关利用活性炭固载复合固体酸催化剂催化EO与二烷基醚的开环反应。
