摘要：本文以以活性炭为载体，以（NH4）3P04为主要的活性组分，通过等量浸溃法进行制备，形成（NH4）3PO4/AC等催化剂，对乙二醇/二甘醇脱水催化剂的制备及其性能研究，以供参考｡
关键词：乙二醇：二甘醇：（NH4）3P04/AC：催化脱水：1，4-二氧六环
1乙二醇/二甘醇脱水催化剂研究概述
1，4-二氧六环是非常关键的一种化学原料，在金属表面处理剂､溶剂､分散剂等诸多方面获得了非常广泛的应用，本项目在研究的过程中，主要需要开发出一种具有环保性､稳定性较好而且活性较高的高效催化剂，和原有的液体酸催化剂相比，固体酸催化剂的特点在于稳定性好，生产成本低，而且能够很好的进行回收利用，不会出现较大的环境污染和设备腐蚀的问题｡本文在试验的过程中以活性炭为载体，以（NH4）3P04为主要的活性组分，通过等量浸溃法进行制备，形成（NH4）3P〇4/AC等催化剂｡
2实验试剂与仪器设备
2.1实验试剂
在实验设计方面，主要使用到的实验室只有乙二醇､二甘醇磷酸铵､硫酸氨等，使用的这些设计均是分析纯级，生产厂家为国药集团化学试剂公司，这些使用到的试剂在使用之前都没有通过特殊的方式进行处理｡
2.2实验仪器设备
使用到的实验仪器设备主要有上海精密实验设备有限公司生产的烘箱，型号为dhg-9076a，浙江福立公司生产的型号为gc-9790的气相色谱仪､上海司乐仪器有限公司生产的型号为79-3的磁力搅拌器｡
3以磷酸铵为活性组分催化剂的制备
在制备的过程中，首先称取一定量的介孔活性炭，对其进行水洗，在进行12个小时的干燥，温度控制在100℃以下，接着具备一定的硝酸溶液，其质量分数为10%，在100℃下进行五个小时的冷凝回流，接着在温度控制在100℃下进行12个小时的干燥，通过洗涤使其呈中性，获得处理好的活性炭｡
对一定量的介孔活性炭分子筛进行选用在烘箱之内，进行6个小时的烘烤，温度控制在120摄氏度以下，称取一定量的磷酸，将其放入到烧杯当中，在通过100毫升的去离子水溶解，把磷酸溶液装入到活性炭分子筛的烧杯当中，在常温条件下进行12小时的静置､抽滤，接着进行12小时的干燥四小时，接着保持烧杯的温度控制在450℃以下，最终获得（NH4）3PO4/AC催化剂｡
4乙二醇/二甘醇脱水催化剂的制备及其性能研究
在使用的过程中，原料为乙二醇，通过负载型活性炭催化剂催化脱水，形成1，4-二氧六环｡因为活性炭的水热稳定性较好，而且具有较高的比表面积，在本次研究过程中，作为选择的载体，磷酸因为其酸催化能力较强，在本次研究当中，作为主要的活性组份，通过1，4-二氧六环的合成反应，作为探针反应，对磷酸的负载量反应温度､催化剂焙烧温度等因素对催化活性的影响进行分析和研究｡
4.1反应温度对催化活性的考察
在催化反应当中，反应温度影响非常关键，反应的条件是反应空速是0.3hp-1｡磷酸负载量控制在8%左右，在催化剂焙烧的过程中，温度控制在450度，对反应温度影响催化活性的情况进行考察｡在反应之前，首先需要把催化剂放到固体床反应器当中，进行两小时的活化，接着，将反应开始时的样品进行分析，具体如图1所示｡
在催化活性方面，反应温度具有非常直接的影响，由于反应温度进一步提高，乙二醇在转化率方面也在进一步提高，1，4-二氧六环的选择性首先开始上升，接着开始下降，在260摄氏度到270摄氏度之间的时候处于最高值，达到了91%的最高选择性，可能是由于在反应开始的时候，温度比较低，反应温度无法达到催化剂所需要活化的温度，所以转化率不高，但是伴随反应进行温度逐步升高，催化剂也开始显现出较高的活性，而乙醛的选择性由于温度进一步升高而出现增加等情况，通过分析发现这是由于温度升高在反应的过程中，因为分子间脱水而逐步向分子内脱水转变，但是在温度继续升高之后，反应产物越来越复杂，副反应也逐步增加，产物的选择性开始下降，在化工分离的过程是相对较为繁琐的，在工业化生产过程中非常不利，所以，对乙二醇脱水制1，4-二氧六环过程中，需要对其温度控制在260摄氏度到270摄氏度之间｡
4.2不同焙烧温度催化活性考察
焙烧温度也会直接影响催化剂的比表面积､空隙结构活性､分子等聚集状态，如果焙烧的过程中温度比较低，那么催化剂烧结过程中出现无法有效活化等情况，如果焙烧的过程中温度比较高，可能会导致活性组份出现严重脱水，甚至可能导致催化剂烧结，出现孔道塌陷等问题，严重影响催化剂的活性，另外催化剂的活性不单单与活性组分的负载量息息相关，还和活性组分的分散情况以及存在状态有着一定的关联，所以在焙烧的过程中，温度需要重点控制和分析｡
在此次反映的过程中，反应的条件设定为反应温度270℃，磷酸负载量控制在8%，对催化剂焙烧温度进行考察，分别设定焙烧的温度为600℃､550℃､500℃､450℃､400℃､350℃｡在反应开始之前，首先在固定床反应器当中将催化剂进行两小时的活化，接着，对所得样品进行分析，具体分析结果如图2所示｡
图1反应温度对催化活性的影响图2焙烧温度催化活性的考察
说明：Selectivityl是乙醛的选择性：Selectivity2是1，4-二氧六环的选择性：
焙烧的温度不同，会直接影响催化剂的催化活性，通过上图可以发现，焙烧的温度不会对乙二醇的转化率产生影响，所以转化率一直较高，接近90%，然而由于焙烧过程中温度进一步升高，在乙醛选择性方面处于10%到20%左右，如果焙烧的过程中温度超过550℃，那么1，4-二氧六环在选择性方面就会进一步下降，可能是由于磷酸在高温条件下脱水分解，形成了偏磷酸和焦磷酸，如果让焙烧的温度进一步增高，偏磷酸会在脱水的条件下形成五氧化二磷等，与此同时，五氧化二磷容易在高温的条件下出现升华而导致活性组分出现进一步流失等问题，严重影响了催化活性，所以在焙烧的过程中需要对温度进行控制，保持在350℃到550℃之间｡
结束语
通过研究发现，在实验的过程中通过，以（NH4）3P〇4/AC作为催化剂来对乙二醇脱水制备1，4-二氧六环在反应的过程中，工艺相对较为简单，具有较高的收益率，催化剂具有较好的稳定性，活性表现良好，可以应用于工业场景当中｡
参考文献：
[1]吴彩霞，刘定华，马正飞，等. 含催化剂的乙二醇和二甘醇黏度测定及关联[J]. 南京工业大学学报（自然科学版），2007，29（6）：51-54.
[2]刘俊峰. 乙二醇与二甘醇混合醇用杂多酸催化制取二氧六环[J]. 工业催化，2000，8（6）：28-30.
论文作者:金华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/7
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