乳酸乙酯合成催化劑及其滲透汽化脫水過程的研究

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1、上海師范大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：我恪守學(xué)術(shù)道德，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已明確注明和引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品及成果的內(nèi)容。論文為本人親自撰寫，我對(duì)所寫的內(nèi)容負(fù)責(zé)，并完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名：f曳黿w／≯年，月印日上海師范大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書IIYIIIIIIl2IIIIIl5IIIIIl2IIIIl6IIIII剮必學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子

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3、備等缺點(diǎn)，尋求一種能取代濃硫酸且對(duì)環(huán)境友好的酯化催化劑一直是目前研究的熱點(diǎn)之一。固體酸是一類目前備受關(guān)注的環(huán)境友好型酯化反應(yīng)催化劑，其具有不易揮發(fā)、催化效率高、可多次重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。本論文做了再生氯堿離子膜作催化劑催化合成乳酸乙酯的研究。研究了酸醇比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、催化劑加入量等因素對(duì)乳酸乙酯合成的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在乳酸與乙醇摩爾比為1：4，75℃反應(yīng)，催化劑以乳酸質(zhì)量的15％投料，反應(yīng)240min的條件下，乳酸轉(zhuǎn)化率達(dá)到67．5％。酯化反應(yīng)在三口燒瓶中進(jìn)行，研究再生廢棄氯堿離子膜作催化劑合成乳酸乙酯的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。在消除內(nèi)外擴(kuò)散的條件下，測(cè)定了不同催化劑用量和不

4、同反應(yīng)溫度條件下反應(yīng)體系中乳酸濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化，按擬均相二級(jí)可逆反應(yīng)，并采用初始反應(yīng)速率法求取動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)。在催化劑與乳酸的質(zhì)量比為l％一5％，溫度為323．15K一363．15K和常壓的條件下，得到動(dòng)力學(xué)方程的指前因子ko=7．98×105L·(mol·min)一，活化能Ea=53．17kJ·mol～。其動(dòng)力學(xué)表達(dá)式可表示為：一，硫=xn7“72x7．98×105P_53·17X1礦埔7’(ckLc島D日一c矗c≥／1．45)(mol·L-1·min_1)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果為再生廢棄氯堿離子膜用于乳酸乙酯的工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)。最后，我們采用實(shí)驗(yàn)室自制的直徑為100

5、mm，有效膜面積為0．001256m2的膜組件對(duì)聚乙烯醇(PVA)復(fù)合膜的滲透汽化分離脾1212厶匕I：Jl：進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。主要考察了PVA／PES膜，PVA---CS／PES膜和PVA—CS—CNT／PES膜在乙醇／水體系中的滲透汽化性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PVA—CS—CNT／PES膜對(duì)乙醇／水體系的分離性能最佳，滲透通量：268g·m’2·h～，分離因子為75。關(guān)鍵詞乳酸乙酯；氯堿離子膜；CNTs；PVA膜；滲透汽化；反應(yīng)動(dòng)力AbstractAsbasicorganicchemicalrawmaterials，ethyllactatehavebeenwidelyuse

6、dintheindustryfields．Ethyllactateisakindofexcellentgreensolvents，andcouldbeanexcellentalternativeofthesolventswhichiSharmfultoenvironment．Traditionally，theproductionofethyllactateiscarriedoutwithlacticacidandalcoholasstartingmaterials．inthepresenceofconcentratedsulfuricacid．Butthisprocess

7、usuallywillleadtotheformationofby-productsandequipmenterosion．Thereforeithasattractedgreatattentionstoinvestigatenewcatalystswhichcanreplaceconcentratedsulfuricacid．Fortheesterificationreaction，strongacidcationexchangeresinhasadvantagesofhighselectivity，highcatalyti