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双酚F是一种新型的化学化工原料,主要用于合成环氧树脂、建筑结构胶、聚酯原料、酚醛树脂、阻燃剂以及添加剂等,以双酚F单体为原料制得的产品具有良好的绝缘性、耐水、耐热等性能。但传统的液体酸作为催化剂催化合成双酚F合时对设备腐蚀严重、在体系中分离困难及污染环境等。针对以上问题,本文开展了合成双酚F用酸性金属有机骨架催化剂的构筑及性能的研究工作。具体研究内容如下:
(1)本节以九水硝酸铬、对苯二甲酸和六水氯化铝为原料,先后采用水热法和离子交换法制得了L酸性的MIL-101(Cr/Al)A-X。采用XPS、UV-vis、27AlNMR、NH3-TPD、SEM和TEM对MIL-101(Cr/Al)A-X进行表征,发现调控催化剂制备过程中酸性质可得到不同形貌的MIL-101(Cr/Al)A-X,且花状MIL-101(Cr/Al)A-f的酸强大于块状MIL-101(Cr/Al)A-0.5的酸强。本节对MIL-101(Cr/Al)A-X的形貌演变机理进行了探讨,发现合成过程中的酸性质会影响配体链上去质子化羧酸官能团的浓度,进而影响配体链与金属簇配位,得到不同形貌的催化剂。本节以MIL-101(Cr/Al)A-X为催化剂催化合成双酚F,并对反应的动力学进行了研究,发现该反应属于一级动力学反应。
(2)本节首先以六水氯化铁、对苯二甲酸及氯磺酸为原料,先后采用水热法和嫁接法制备了MIL-101(Fe)-SO3H-X。采用XRD、XPS及傅里叶红外变换对MIL-101(Fe)-SO3H-X的化学结构进行表征,结果显示金属有机骨架的配体链上成功引入了-SO3H。本节以MIL-101(Fe)-SO3H-X为催化剂,对双酚F合成过程中的反应条件进行优化。在酚醛比5∶1的条件下,双酚F合成反应的产率达88.4%,反应的选择性达93.6%。由于MIL-101(Fe)-SO3H-X具有高的吸附性和强酸性,能够有效的吸附苯酚,因此,在低酚醛比条件下,MIL-101(Fe)-SO3H-X能得到高的反应产率。
(1)本节以九水硝酸铬、对苯二甲酸和六水氯化铝为原料,先后采用水热法和离子交换法制得了L酸性的MIL-101(Cr/Al)A-X。采用XPS、UV-vis、27AlNMR、NH3-TPD、SEM和TEM对MIL-101(Cr/Al)A-X进行表征,发现调控催化剂制备过程中酸性质可得到不同形貌的MIL-101(Cr/Al)A-X,且花状MIL-101(Cr/Al)A-f的酸强大于块状MIL-101(Cr/Al)A-0.5的酸强。本节对MIL-101(Cr/Al)A-X的形貌演变机理进行了探讨,发现合成过程中的酸性质会影响配体链上去质子化羧酸官能团的浓度,进而影响配体链与金属簇配位,得到不同形貌的催化剂。本节以MIL-101(Cr/Al)A-X为催化剂催化合成双酚F,并对反应的动力学进行了研究,发现该反应属于一级动力学反应。
(2)本节首先以六水氯化铁、对苯二甲酸及氯磺酸为原料,先后采用水热法和嫁接法制备了MIL-101(Fe)-SO3H-X。采用XRD、XPS及傅里叶红外变换对MIL-101(Fe)-SO3H-X的化学结构进行表征,结果显示金属有机骨架的配体链上成功引入了-SO3H。本节以MIL-101(Fe)-SO3H-X为催化剂,对双酚F合成过程中的反应条件进行优化。在酚醛比5∶1的条件下,双酚F合成反应的产率达88.4%,反应的选择性达93.6%。由于MIL-101(Fe)-SO3H-X具有高的吸附性和强酸性,能够有效的吸附苯酚,因此,在低酚醛比条件下,MIL-101(Fe)-SO3H-X能得到高的反应产率。