硅藻土为一种天然矿资源,大部分物质为以前时期硅藻的遗骸,它的化学组成大部分为二氧化硅,具有很少的Fe2O5、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有机质。可塑性低,粘结性小,吸水性强,具有良好的化学稳定性,易于分散悬浮于水中。在我国储藏丰富,易于开采,不污染环境,可用作优良的催化剂载体。所以,采用硅藻土负载NaHSO4作为反应的催化剂,具有提高比表面积、提高催化的活性、提高产品的产率、增强选择性-优尔`文;论"文'网www.youerw.com、降低反应进行的条件、减少腐蚀性等一系列优点,其性能优于传统的硫酸,有可能取代传统硫酸在工业中广泛应用。文献中曾写到,硅藻土负载硫酸氢钠的最佳负载量为40 %,所以,本实验也用40 %的负载量进行实验。文献曾经报道了SiO2负载氟磺酸树脂、负载杂多酸盐、用微波进行辐射杂多酸、活性的炭负载了镧和维生素C等都能在一定的程度上克服传统的硫酸作催化剂催化反应存在的缺点[20];也研究者用生物化学的方法制备合成乙酸正丁酯并且取得了很好的成果[21-22]。本文采用硅藻土作为硫酸氢钠的载体制备了硅藻土负载硫酸氢钠催化剂,并探讨了其在乙酸正丁酯合成中的催化性能,取得了比较满意的实验结果。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
标准磨口中量有机制备仪,85-2磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司),SHB-III循环水式真空泵(郑州欧卡仪器设备有限公司),ZNHW型数显恒温电热套(上海越众仪器设备有限公司),VQF-510红外光谱仪(KBr压片机,日本分光公司制造),元素分析仪(湘潭市仪器仪表有限公司论文网)。
硅藻土(国药集团化学试剂有限公司),硫酸氢钠(NaHSO4)(上海市化学试剂科技有限公司),正丁醇(天津市凯通化学试剂有限公司),冰乙酸(天津市风船化学试剂科技有限公司),人造沸石(天津市福晨化学试剂厂)。
所用试剂均为分析纯,水均为去离子水。
1.2 硅藻土负载硫酸氢钠催化剂的制备
将一定比例的活化的硅藻土与硫酸氢钠溶于蒸馏水中,用磁力搅拌器搅拌数小时,然后进行抽滤,100 ℃下干燥烘干,冷却备用,则为硅藻土负载硫酸氢钠催化剂。将制好的硅藻土负载硫酸氢钠催化剂研细后放于干燥器内备用。
1.3 乙酸正丁酯的制备
在100 mL三颈瓶中依次放入适量的正丁醇、冰乙酸,以及一定数量催化剂和几粒人工沸石。然后在三颈瓶的上方装上加热棒、冷凝回流装置,加热反应回流数小时。再改成蒸馏装置,蒸馏取120-126 ℃的馏分,即是产品乙酸正丁酯。