树脂用作催化剂技术..

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树脂用作催化剂技术
制作者：伍卿平 10120698
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• 树脂催化剂已在各类酯化反应中显 示出良好的催化性能,离子交换树脂 作为优异固体酸催化剂完全符合绿 色化学的要求,展现出广阔的应用前 景。
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离子交换树脂
• 有机化学的酚化、水解、水化、 醋交换、缩合等可以为可溶酸 和碱催化,也可为含相类塔团 的有机离子交换树脂所催化, 使反应有更高的选择性,从而 提高产率。
参考文献
• 何炳林;离子交换树脂在催化上的应用[J];石 油化工;1973，(6):344-351. • 蔡红,周斌.离子交换树脂在有机催化反应中 的应用进展[J].化工进展,2007,(3):386-391. • [1]李妍,宁正祥.离子交换树脂型催化剂在酯 类香料合成中的应用[J].林产化工通 讯,2005,39(1):39-43.
离子交换树脂的分类
强 酸 性 阳 离 子 树 脂 弱 酸 性 阳 离 子 树 脂 强 碱 性 阴 离 子 树 脂 弱 碱 性 阴 离 子 树 脂
离 子 树 脂 的 转 型
强酸性阳离子树脂
• 这类树脂含有大量的强酸性基团，如 磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出 H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体 所含的负电基团，如SO3－，能吸附结 合溶液中的其他阳离子。这两个反应 使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相 交换。
例如：丙烯酸系弱碱性阴离子交换树
脂
strongly basic anion exchangeresin of acrylic system
离子交换树脂用作催化剂原理
• 采用一般的酸、碱做催化剂,和采用离 子交换树脂做催化剂,其反应机理虽相 同,但反应过程是不一样的。离子交换 树脂是不溶于任何溶剂的固体,其功能 基分布在树脂体上,故反应主要是在树 脂相内进行,这是非均相反应。
磺酸型苯乙烯一二乙烯苯共聚体
磺酸型苯乙烯一二乙烯苯共聚体催化反应机理
催化反应速度与树脂的交联度、功能基密度、体积大小 及性质,溶质的体积大小及电性质和介质的温度等有关。
树脂与反应条件的选择
• • • • 树脂的种类； 树脂的交联度； 树脂的交换量； 粒度、溶剂、温度、搅拌等。
树脂在催化上的应用
弱碱性阴离子树脂
• 这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基 (亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺 基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2， 它们在水中能离解出OH－而呈弱碱性。 这种树脂的正电基团能与溶液中的阴 离子吸附结合，从而产生阴离子交换 作用。
离子树脂的转型
• 以上是树脂的四种基本类型。在实际 使用上，常将这些树脂转变为其他离 子型式运行，以适应各种需要。例如 常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用， 转变为钠型树脂再使用。
• • • • • • • 聚合反应； 双酚A 的合成； 三聚甲醛的合成； 酚类的烷基化反应； 醉的脱水作用； 异丙苯过复化氢的分解； 乙酸乙烯合成。
举例：乙酸乙烯合成
总结：
自大孔树脂出现以来,用于催化反应的离子交 换树脂,其范围已有所增加。过去只局限于低 分子量的反应,现已扩展至高聚物的制备,且获 得初步的成效;此外,它尚可为有催化活性的金 属作载பைடு நூலகம்,进行有选择性的催化氧化和催化加 氢反应,从而合成有用的单体或中间体。因此, 离子交换树脂作为催化剂应用在工业生产上 是有前途的。
弱酸性阳离子树脂
• 这类树脂含弱酸性基团，如羧基－ COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。 树脂离解后余下的负电基团，如R-COO －(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他 阳离子吸附结合，从而产生阳离子交 换作用。
强碱性阴离子树脂
• 这类树脂含弱酸性基团，如羧基－ COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。 树脂离解后余下的负电基团，如R-COO －(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他 阳离子吸附结合，从而产生阳离子交 换作用。