摘要
异佛尔酮是一种性能优良的有机中间体，用途广泛，经济价值高。传统工业制备异佛尔酮主要采用丙酮液相缩合法，该方法会产生大量含碱废液，环境污染大。随着环保要求的提高，采用固体碱催化丙酮气相缩合制备异佛尔酮越来越受到关注。但所采用的固体碱催化剂尚存在催化剂活性较差，目标产物的选择性偏低等问题。 本论文选择镁铝复合氧化物固体碱催化剂作为研究对象，对比了采用不同方法（共沉淀法、水热法和机械混合法）制备的催化剂的催化性能，不同镁铝比的镁铝复合氧化物催化剂的催化性能，及不同镁基复合氧化物（镁铝、镁硅和镁钛）催化剂的催化性能，进一步研究添加酸或碱性氧化物助剂及双氧化物助剂对镁铝复合氧化物催化剂性能的影响。结合XRD，TPD等谱学表征手段，探索催化剂组成与活性的构效关系及催化剂的表面性质对产物分布影响的规律。 研究结果表明:通过机械混合法制备催化剂最为简便易得，催化活性高，催化剂稳定性好;相对于镁硅复合氧化物和镁钛复合氧化物，镁铝复合氧化物催化剂活性表现最好，而镁硅复合氧化物催化则会使产物中三甲基苯的选择性增多;制备镁铝复合氧化物的合适的镁铝比为1.2∶1，添加2wt.％氧化锆的Mg1.2Al1Zr复合氧化物为催化剂，丙酮转化率32.6％，异佛尔酮选择性30.4％，产物中异佛尔酮、异丙叉丙酮和三甲基苯的总选择性98.8％。进而添加1wt.％氧化镧助剂改性后的Mg1.2Al1Zr/La复合氧化物为催化剂，产物中异佛尔酮、异丙叉丙酮和三甲基苯的总选择性为99.2％，异佛尔酮选择性升高到37.7％，具有较好的丙酮单程转化率和异佛尔酮选择性。谱学表征结果表明，催化剂孔结构及表面中强酸和碱性位的强度和数量对丙酮转化率和产物异佛尔酮、异丙叉丙酮及三甲基苯分布有较大影响。同时发现经600℃焙烧的催化剂，在反应温度为280～300℃时，催化剂活性较好。
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