H3PW12O40/酸改性硅藻土催化劑的制備、表征及催化合成乙酸正丁酯

周德志，曹小華，占昌朝，史文靜，謝寶華

（1九江學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，江西九江332005；2江西省生態(tài)化工工程技術(shù)研究中心，江西九江332005）

乙酸正丁酯是一種重要的化工原料，廣泛用作優(yōu)良的有機(jī)溶劑和香精香料。目前，工業(yè)上仍主要采用濃硫酸催化乙酸和正丁醇液相合成乙酸正丁酯。雖然工藝成熟、產(chǎn)品收率高，但存在設(shè)備腐蝕、三廢污染嚴(yán)重等不足，難以適應(yīng)日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求。隨著可持續(xù)發(fā)展理念深入人心，開(kāi)發(fā)綠色高效催化劑以替代濃硫酸備受關(guān)注[1-7]。

雜多酸是一類(lèi)性能優(yōu)異的多功能催化劑，其中磷鎢酸是酸性最強(qiáng)、熱穩(wěn)定性最高的雜多酸，在諸多反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能[8]。但是磷鎢酸自身存在比表面積小、易溶于極性溶劑而難以重復(fù)使用等缺點(diǎn)。將磷鎢酸負(fù)載在多孔載體（如C、MCM-41、SiO2等）上則能有效克服以上不足，提高其催化活性[2-7]。

硅藻土是多孔類(lèi)物質(zhì)，自然界含量豐富，其主要成分為SiO2，具有比表面積大、吸附性好、耐酸堿等特性，可用作催化劑的優(yōu)良載體[9-14]。但硅藻土原土往往含有一些有機(jī)成分和金屬氧化物，不僅堵塞了硅藻土微孔，還占據(jù)了硅藻土吸附位點(diǎn)，導(dǎo)致其吸附和擴(kuò)散性能降低、比表面積減小。因而有必要對(duì)其進(jìn)行改性[10]。

本研究在酸性條件下對(duì)硅藻土進(jìn)行改性，并以改性后的硅藻土作為載體，Keggin結(jié)構(gòu)磷鎢酸為活性組分，制備出新型負(fù)載型H3PW12O40/改性硅藻土催化劑。對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，并以乙酸正丁酯的合成反應(yīng)為探針，研究其催化活性，探索酯化反應(yīng)優(yōu)化條件。……