吴斌开题报告

1、淮阴工学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名：陈轩学号：1081601204专业：化学工程与工艺设计（论文）题目：年产20万吨烧碱化盐工段工艺设计指导教师：谷亚昕2012 年 2 月18日1. 结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述文献综述1 so42 /mxoy型固体超强酸的简介乙酸丁酯是一种重要的精细化工产品，广泛应用于化工、制药、制革、香料等工业 中。也用作硝基喷漆、水棉胶、瓷漆、赛璐璐、橡胶、人造革、人造珍珠、油毡制品以 及各种树脂的溶剂，述可用作萃取剂和分析试剂。目前，工业上均以硫酸催化剂催化乙 酸和丁醇液和酯化，反应的转化率高、选择性较

2、好。但是由于硫酸的脱水氧化作用，导 致副反应多、产物后处理工艺复杂、污水排放量大、严重腐蚀设备，以及反应时间长等 问题。以固体酸为催化剂，具有反应后催化剂与产物容易分离、对设备的腐蚀性小、对 环境的危害小、可以循环使用等优越性.成为当前的研究热点。因此，近年來国内外化学 工作者一直在研究用新型固体酸催化剂収代硫酸，已见报道的有分子筛型催化剂、阳离 子交换树脂、稀土氧化物、固体超强酸等。虽然固体酸具有上述优越性，但是存在催化 活性偏低、产物复杂难于分离纯化等不足。so42/mxoy型固体超强酸具有酸强度高、回收方便、无污染等优点，是催化领域受 到广泛关注的新型绿色环保催化剂，已在酯化、酰化、烷基

3、化和异构化等许多有机催化 反应中表现出良好的适应性。但是这种类型的催化剂存在表面酸量少，活性较差且易失 活。总的说来，基体的粒度愈小，比表面积愈大，酸强度越大，催化活性越高，把纳米 技术用于同体超强酸的制备将可以大大提高超强酸的比表而积。为了提高so427mxoy型 固体超强酸的活性和稳定性，在载体、助剂和制备方法等许多方面己进行了许多研究以 提高具活性和稳定性。如选用无机氧化物如a12o3> zro2> sio2、tio2> mgo等单一氧 化物或者多种氧化物复配作为载体可提高表面酸性，增强催化性能叭稀上元素的引入 可抑制积炭和so4,的流失，有助于增强固体酸的活性并提高合

4、成反应稳定性叫此外制 备过程中采用低温陈化其效果也比常规方法要好。天然粘土矿物如蒙脱土、膨润土等 由于其晶体结构中具有可交换金属阳离子，在作为载体负载so7mqy制备固体酸催化 剂时，表现出很高的催化活性。总的说来，天然粘土矿物作为固体酸催化剂载体的报 道还比较少，有待进一步研究。2凹土负载型催化剂研究进展近年来在催化反应屮，考虑到环境和催化剂回收等因素，均相催化体系的多相化已 成为催化研究领域的重要发展趋势。但多相催化反应体系往往存在着反应界面小、传质 阻力大等弊端。可以借助纳米粒子，根据其表面积大、表面活性高的特性來提高催化活 性。但因纳米催化剂难以分离和冋收，制约了纳米催化剂的应用。我们

5、将催化剂负载到 凹凸棒石粘上上，这样既有利于催化剂的冋收又对催化剂的催化活性有一定提高。凹凸棒石粘土 （attapulgite,简称凹土）是一种铝镁硅酸盐矿物，具有独特的纤维状 晶体结构及优越的胶体、吸附、催化和充填等物化性能，在环境保护、化工、轻工、农 林、建材等多个领域均有极其广泛的应用®。凹土对水和极性有机物具有较强的吸附能 力，具有大的比表面积、可观的微孔和热稳定性，具结构单元中所含有的mg2 al3+ 离子很容易被其它金属离子交换而体现出一定的酸性。虽然凹土具有一定的酸性，但是直接作为酸性催化剂使用较少，一般被某些金属离 了修饰或作为催化剂载体來使用。如，s0离子取代凹土中

6、含有的mg2 a严离子得到 的催化剂被用于拜尔一维立格反应，催化环酮和脂肪酮为相应的内酯和酯；稀土金属离 子la*、tb*也可取代凹土中含有的mg2 al*离子得到高效的酸催化剂，用于醇脱水 。凹上作为载体可负载金属、金属氧化物和盐制备出各种催化剂。如，将mnch负载 在凹土上催化苯酚臭氧化，将mgo负载在凹土上催化乙醇转化为丁二烯，纟眯tio2 粒子负载在凹土表面形成复合光催化剂用于偶氮染料和印染废水的降解，以凹土为载 体还可制备so427tio2-m±固体超强酸催化剂；金属川和ni-b非晶态合金负载 在凹土上可催化苯的加氢和甲乙酮氢化胺化；将ticd mgcbathf/ticu或

7、二氯二茂钛 （cp2ticb）负载在凹土上可催化乙烯均聚和乙烯己烯共聚，而钛酸盐负载在凹凸棒上上 可催化乙块在高温下化学气相沉积得到碳纳米管。从以上凹土催化剂的研究现况可以看 出，有关凹土催化剂的研究还较少。凹土作为纳米材料，以其为载体制备的凹土催化剂, 存在着纳米催化剂普遍存在的分离回收的难题。从上述概述來看，凹土酸性催化剂的研 究较少，而负载so42 /mxoy型固体酸的研究更是少见。参考文献1. 马玉恒，方为民，马小杰.凹土棒土研究与应用进展.材料导报，2006, 20(9): 43462. araujo m. d.m.，ruiz j.a.c.，melo m.a.f.，et al. pr

8、eparation and characterization of lanthanum palygorskite clays as acid catalysts. journal of alloys and compounds, 2002, 344, 352-3553. araujo m. d.m., ruiz j.a.c., melo m.a.f., et al. preparation and characterization of terbium palygorskite clays as acid catalysts. microporous and mesoporous materi

9、als, 2000, 38,3453494. 钱运华，金叶玲，陈静等.固体超强酸soqzttich凹凸棒土催化合成尼泊酸内酯的研 究.食品工业科技,2007, 28(11)： 1891915常别，刘彦，吴婷婷.坡缕石负载硅餌酸催化合成乙酸正丁酯.河南理工人学学报(自 然科学版),2007, 26(6)： 720-7246常铮，郭灿雄，段雪，等.磁性超细固体酸so427zro2/fe3o4的组装及表征.催化学报， 2003, 24(1): 47517. 金叶玲，陈静，钱运华.超声水热法制备髙纯超细凹凸棒黏土.非金属矿，2005, 28(3):42 448. w. chun, j. hu, z x

10、ie, et al. design and elaboration of new solid acids for the synthesis of butylacetate. catalysis today, 2004, 90, 3493539. 戴卫东，李泉，王寿武，纳米固体超强酸so427zro2-al2o3的制备及催化合成乙酸正 丁酯，应用化工,2008,37(12): 1475-1477毕 业 设 计（论文）开 题 报 告2. 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）本课题所研究的问题主要分为三个方面：1、磁性so42/no2/fe3o4/w土固体酸催化剂的制备；2、催化剂的表征；3、催化剂催化合成乙酸正丁酯。本课题的研究手段：采用bet、sem、edx、xrd和磁性测试等对催化剂进行表征本课题催化剂制备：1.提纯凹土，加入蒸憾水超声分散，加入fech feso4,用o.lmnaoh voph=12得 fesovlhll丁勵叭少）肠，再力ha/k, wlh,侄叭 1 步液 iwijtiotfesovm土3,扌|1滤水洗，烘干，用1m硫酸浸泡24h,烘干，锻烧指导教师意见:1. 对“文献综述'的评语：开题报告综述了固体酸催化剂的用途及当今存在的问题，指出了研究的热点。综述 了凹十.催化剂的应用研究进展，对本课题具有一定的参考价值。