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阳离子交换树脂算是催化剂吗

发布时间:2023-03-31 09:20:28

① 对于同一个化学反应,催化剂的种类

对于同一个化学反应,催化剂的种类往往是很多的。
例如酯化反应,采用的是酸做催化剂,最常用的催化剂是硫酸,但硫酸有氧化性和腐蚀性,对设备中扒大要求很高,产品颜色不好。于此塌是就使用各种型式的其它催化剂,例如,硫酸氢钠、强酸性阳离子交换树脂、氢型沸石、杂多酸、有机锡氧化物,羧酸锌卖竖等。可以根据反应情况和产品的要求选用不同形式的催化剂。

② 酯化反应催化剂除了浓硫酸,还有哪些酸也可用作催化剂,其优点和缺点是什么

酯化反应中浓硫酸是作为脱水剂,因为酯化反应会有水生成如果不脱水会使已经产生的酯水解,根据此原理,加入的催化剂要能吸水,以下是我从文献上找到的,希望对你有所帮助。
一、一般酸型催化剂 这类催化剂是指磷酸、硼酸、有机磺酸、盐酸盐及硫酸盐。一般酸催化剂进行催化产率较低,且反应时间长,价值不大,而用盐酸盐、硫酸盐作催化剂,前景十分看好,使用后的催化剂仍有一定的催化作用,但活性下降。
二、固体酸催化剂 固体酸催化剂是指阳离子交换树脂、多种沸石(包括合成分子筛)和各种改性沸石及氧化物催化剂,这类催化剂可避免硫酸催化剂所存在的问题,并可在气固相反应体系中连续进行酯化,反复使用,稳定性好,易分离。
三、杂多酸催化剂 杂多酸是一类具有确定组成的含氧核的多核配合物,作为酸型催化剂,它不仅有活性高,不腐蚀设备,减少污染等显著特点,而且它再生速度快,选择性高,是较为理想的酯化催化剂。
四、固体超强酸催化剂 超强酸是酸强度比100%硫酸更强的酸,它以其不同寻常的酸强度,使许多难以进行的化学反应在很温和的条件下进行,成为催化剂领域的热点,被称为“魔酸”。超强酸一般有液体和固体两种形式,分别称作液体超强酸和固体超强酸,液体超强酸尽管酸强度大,作催化剂活性也高,但和其它液体酸催化剂类似,对设备腐蚀性强,不能回收重复使用,或者对环境造成污染。而固体超强酸有其特有的优点,不腐蚀反应器,与反应物易于分离,对某些反应选择性高,能反复使用,耐高温、制备方便。固体超强酸可分为硫酸负载的固体超强酸和金属氧化物负载的固体超强酸。据文献报道现已合成的硫酸负载的固体超强酸有SO2-4/Fe2O3、 SO2-4/TiO2、SO2-4/ZnO2、SO2-4/Fe2O3-SiO2、 SO2-4/NiO-TiO2、SO2-4/SnO2。虽然硫酸负载的固体超强酸的催化活性与浓H2SO4液体相当,稳定性能好,制备方法简便,易与产物分离可反复使用多次,不腐蚀设备,不污染环境,但其成本较高,易被还原使硫酸根离子脱落,失去超强酸性质,为此有人制备金属氧化物负载的固体超强酸如:WO3/ZnO2、MoO3/ZnO2 等,该催化剂对甲醇氧化为甲醛的反应呈现出很高的活性和选择性,但对酯化反应的催化作用有待于进一步研究。

③ 离子交换树脂法的应用有哪些

离子交换树脂法的应用有哪些
用离子交换树脂进行分离的操作程序包括三个步骤,具体操作过程如下文中所述.
(1)交换柱的制备首先选择合适的离子交换树脂类型,用相应的溶液进行处理,如强酸性阳离子交换树脂需要在稀盐酸中浸泡,以除去杂质并使之溶胀和完全转变成H式.然后用蒸馏水洗至中性,装入充满蒸馏水的交换柱中.注意防止气泡进入树脂层.
(2)交换使待处理水样以合适的流速通过交换柱进行离子交换.交换完毕后用蒸馏水洗去残留的溶液及交换过程中形成的酸、碱或盐类等.
(3)洗脱洗脱是将已交换到树脂上的离子分离出来的过程.选择合适的洗脱液,使之以适宜速度通过交换柱进行洗脱.
阳离子交换树脂常用盐酸溶液作为洗脱液;阴离子交换树脂常用盐酸溶液、氯化钠或氢氧化钠溶液作洗脱液.对于分配系数相近的离子,可用含有机络合剂或有机溶剂的洗脱液,以提高洗脱过程的选择性.
离子交换技术在富集和分离微量或痕量元素方面应用很广.例如分离水中的锂离子、锰离子、铜离子、铁离子、锌离子等多种金属离子,首先加入盐酸使一部分离子转变为络合阴离子,然后将水样通过强碱性阴离子交换树脂,各种离子均被交换在树脂上,最后用不同浓度的盐酸溶液进行洗脱分离.锂离子不生成络合阴离子,不发生交换,可用12mol/L HCl溶液最先洗脱出来

④ 阳离子交换树脂的用途和原理

(1)
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。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与h+结合而恢复原来的组成。
(2)
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。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低ph下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如ph5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
(3)
强碱性阴离子树脂
这类树脂含有强碱性基团,如季胺基(亦称四级胺基)-nr3oh(r为碳氢基团),能在水中离解出oh-而呈强碱性。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。
这种树脂的离解性很强,在不同ph下都能正常工作。它用强碱(如naoh)进行再生。
(4)
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。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如ph1~9)下工作。它可用na2co3、nh4oh进行再生。

⑤ 732阳离子交换树脂的介绍

732阳离子交换树脂,是在交联为7%的苯乙烯·二乙烯共聚体上带有磺酸基(-SO3H)的阳离子交换树脂。主要用于硬水软化纯水制备,也用于湿法冶金、制糖、制药、味精行业,以及作为催化剂和脱水剂。

⑥ 阳树脂的基本简介

阳树脂,全名是阳离子交换树脂,具有交换容量高,交换速度快,机械强度好等特点,尤其适合于制备供锅炉使用的软水和纯水的制备。色可赛思开发出树脂也可用于催化剂和脱水剂,以及湿法冶金、制糖制药工业等。
离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。 这类树脂(IONRESIN)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。色可赛思强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。 这类树脂(IONRESIN)含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+ 而呈酸性。色可赛思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。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。色可赛思树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
据江苏色可赛思树脂有限公司产品在中国地区标准型号有如:001X7 D001 D113树脂等等。

⑦ 催化剂有哪些种类,常用原料都有什么。

催化剂有哪些种类,常用原料都有什么。

:ke../view/62440.htm希望对你有所帮助吧

有哪些常用的催化剂

有哪些常用的催化剂
中学化学实验中用到的催化剂有:二氧化锰、硫酸、铁粉、氧化铝等. 1、二氧化锰催化剂.如,①KClO3分解制取氧气的实验;②过氧化氢分解实验. 2、硫酸催化剂.如,①乙烯的实验室制取实验;②硝基苯的制取实验;③乙酸乙酯的制取实验;④纤维素硝酸酯的制取实验;⑤乙酸乙酯的水解实验;⑥糖类(包括二糖、淀粉和纤维素)水解实验. 其中①-④的催化剂为浓硫酸,浓硫酸同时还作为脱水剂,⑤⑥的催化剂为稀硫酸,其中⑤也可以用氢氧化钠溶液做催化剂 3、铁催化剂.如溴苯的制取实验(实际上起催化作用的是溴与铁反应后生成的溴化铁). 4、氧化铝催化剂.如石蜡的催化裂化实验.

knoevenagel反应常用催化剂有哪些

低挥发性、大极性、良好的热稳定性、通过调整阴阳离子选择不同的溶解性等特点, 已经作为反应介质或催化剂广泛应用于有机合成领域.与传统有机溶剂反应相比,离子液体相反应得到的产物收率高, 选择性好, 加快部分型别反应的速率, 后处理简单以及离子液体催化剂体系简单,回收后, 可多次重复使用.离子液体作为反应介质或催化剂在有机合成传统反应型别中的最新研究成果, 主要包括用于: 偶联反应、Michael 加成、Baylis-Hillman 反应、Diels-Alder 反应、Aldol 缩合、Knoevenagel 缩合、环化反应、烷基化及酰基化反应和氧化还原反应.

酰基化常用催化剂有哪些?

用乙酸酐作酰化剂,严格说也是傅克反应,本质上是亲电加成反应。

烷基化反应催化剂饥滑 酰基化催化剂 芳香族化合物C-芳香族化合物C-烷基化反应催化剂 芳香族化合物C-烷基化反应一般均需用到催化剂,常用的催化剂及其活性如下: 路易斯酸:AlCl3 >FeCl3 >SbCl5 >BF3 >TiCl4>ZnCl2 质子酸:HF>H2SO4>P2O5>H3PO4、阳离子交换树脂 酸性氧化物:SiO2-Al2O3、分子筛、M(Al2O3 .SiO2)在作为催化剂的质子酸中,最重要的是硫酸、氢氟酸和磷酸或多磷酸。这些强质子酸的作用就是使烯烃、醛或酮质子化,成为活泼的亲电质点。硫酸 以烯烃、醇、醛、酮为烷基化剂的烷基化反应中广泛应用硫酸作为催化剂。为了避免芳烃的磺化、烷基化剂的聚合、酯化、脱水和氧化等副反应,必须选择适宜的硫酸浓度。首先是丙酮质子化,生成活泼的亲电质点,然后进攻芳环,生成络合物,然后去掉质子成枣肢镇烷基醇酚化合物。生成的烷基醇酚化合物再以醇为烷基化剂继续进行烷基化,先是生成质子化醇,然后再离解成烷基碳正离子和水作为活泼亲电质点的烷基碳正离子进攻另一个苯酚,生成络合物,去质子,得到双酚A。酮是反应能力较弱的烷基化剂,只适用于活泼芳族衍生物的烷基化,如苯,萘,酚和芳胺类化合物。其常用的烷基化催化剂有路易斯酸(三氯化铝、氧化锌)和质子酸(硫酸、磷酸、盐酸)等。工业上如果用酸催化,反应结束后有大量含酸、含酚废水,且装置腐蚀严重。现多采用用阳离子交换树脂催化,其特点是对装置的材质要求较低,而且催化剂可以反复使用,寿命较长 芳香族化合物C-烷基化反应一般凳粗均需用到催化剂。常用的催化剂及其活性如下: 路易斯酸:AlCl3 >FeCl3 >SbCl5 >BF3 >TiCl4>ZnCl2 质子酸:HF>H2SO4>P2O5>H3PO4、阳离子交换树脂 酸性氧化物:SiO2-Al2O3、分子筛、M(Al2O3 .SiO2)在作为催化剂的质子酸中,最重要的是硫酸、氢氟酸和磷酸或多磷酸,这些强质子酸的作用就是使烯烃、醛或酮质子化,成为活泼的亲电质点:硫酸 以烯烃、醇、醛和酮为烷基化剂的烷基化反应中广泛应用硫酸作为催化剂。为了避免芳烃的磺化、烷基化剂的聚合、酯化、脱水和氧化等副反应,必须选择适宜的硫酸浓度。首先是丙酮质子化,生成活泼的亲电质点,然后进攻芳环,生成络合物,然后去掉质子成烷基醇酚化合物。生成的烷基醇酚化合物再以醇为烷基化剂继续进行烷基化,先是生成质子化醇,然后再离解成烷基碳正离子和水作为活泼亲电质点的烷基碳正离子进攻另一个苯酚,生成络合物,去质子,得到双酚A。酮是反应能力较弱的烷基化剂,只适用于活泼芳族衍生物的烷基化,如苯,萘,酚和芳胺类化合物。其常用的烷基化催化剂有路易斯酸(三氯化铝、氧化锌)和质子酸(硫酸、磷酸、盐酸)等。工业上如果用酸催化,反应结束后有大量含酸、含酚废水,且装置腐蚀严重。现多采用大孔强酸性阳离子交换树脂催化。其特点是对装置的材质要求较低,而且催化剂可以反复使用、寿命较长、选择性高、副反应少

什么是络合催化剂?络合催化剂都有哪些?

指通过配位作用而使反应物分子活化的催化剂。在这类催化剂中至少含有一个金属离子或原子,无论母体本身是否是络合物,但在起作用时,催化活性中心是以配位结构出现,通过改变金属配位数或配位基,最少有一种反应分子进入配位状态而被活化,从而促进反应的进行。
均相络合催化剂 在反应体系中可溶成均相的络合物催化剂。多数为金属有机化合物、过渡金属的盐类,制备较易,较早地在工业上应用。如烯烃经羰基合成制醛的羰基钴催化剂、膦改性的羰基钴催化剂和羰基铑催化剂、乙烯氧化制乙醛的钯催化剂、甲醇羰基化制醋酸的铑催化剂、烯烃聚合反应中的齐格勒催化剂(四氯化钛-烷基铝)、齐格勒-纳塔催化剂(三氯化钛-烷基铝),共轭烯烃环化反应中的镍催化剂等。另外,还有某些研究工作中著名的催化剂,如威尔金森催化剂〔RhCl【P(C6H5)3】3〕。
负载型络合催化剂 多数是已知的均相催化剂固定在载体上而制成。若为固体,则称固体化络合催化剂,有下列几种制法:①将络合物吸附在多孔载体表面上,如将RhCl(CO)【P(C6H5)3】2吸附在多孔载体上用于丙烯的氢甲酰化催化反应。催化活性组分在固体载体上也可以处于液态,如溶於乙二醇中的RhCl3以液态存在于矽胶表面,可催化1-戊烯异构为2-戊烯的反应。②将活性组分化学键合在固体表面上,此固体表面上应有能与络合物中心金属配位键合之基团。例如:将聚苯乙烯小球表面处理后,得到:
然后通过 P原子与 Co2(CO)8、 Ni(CO)2【P(C6H5)3】2、Fe(CO)5、W(CO)6等配位,得到固体化催化剂。也可利用表面含有羟基的无机载体(如SiO2),另制备能与羟基作用的金属络合物,两者反应后,就可在载体表面键合所需的活性组分。③将带有催化活性基团的单体,聚合成不溶性高聚物。用固体化络合物催化剂,有利于从催化反应混合物中分离催化剂,可用于连续作业的工艺。在不少场合,均相络合物催化剂固体化后,可改善其稳定性,在某些场合催化效能也有所不同。用于烯烃聚合的负载型齐格勒催化剂即属固体化络合催化剂,一克钛可生产几十万克产品,称高效聚烯烃催化剂。另一类为负载型可溶性络合物催化剂,系利用可溶性高分子为载体,如用平均分子量较低的可溶性线型聚苯乙烯制的膦配位基,合成可溶性威尔金森催化剂,可催化1-戊烯加氢反应。在应用时可利用其与生成物分子量之差,采用沉淀法、蒸气压法、薄膜过滤法等进行分离。
金属原子簇络合催化剂 含有三个以上金属原子,而且金属原子之间直接键合成分子骨架,再以配价键和适当基团结合成分子的催化剂。这类原子簇化合物以分子为单位分散于反应体系中,由于金属原子排布成严格的空间结构,并可含有多种不同的金属原子,故有些原子簇化合物具有甚高的催化活性、催化选择性,而且能同时活化多种键。最常见的是Ⅷ族元素的原子簇化合物,如FeRuOs2(μ2-H)2(μ2-CO)2(CO)11的结构如下:
原子簇络合物可用下列方法获得:①还原法,在CO或类似配位体存在下,对简单金属盐类进行还原,如制Ru3(CO)12、Os3(CO)12等。②热解或光解法,如从Fe(CO)5制Fe2(CO)9、Fe3(CO)12,从CpCo(CO)2制取Cp3Co3(CO)3和 Cp4Co4(CO)2等(式中Cp代表环戊二烯基)。③架桥法,采用特殊的配位体作为一些金属原子的架桥剂,生成短寿命的中间体,使金属通过一定的多面体的面或角键合。最普通的三桥联配位体是硫原子,其他如偶氮化合物、二氧化硫、硼、铝、镓、铟、磷、砷等也能作架桥剂。④杂金属原子簇的合成,较简单的方法是将两种化合物结合,如使负离子金属羰基化合物M(CO)嵶 和M娦(CO)岗(M为Mn、Re,M′为Cr、Mo、W)与含卤金属化合物作用。
有些反应中加入的催化剂母体不是原子簇化合物,但在催化作用中却具有原子簇结构,也属原子簇络合物催化剂,如在用Rh(CO)2(CH3COCHCOCH3)为催化剂进行5H2+3CO匑HOCH2CH2OH+CH3OH反应中,研究表明,真正起作用的是Rh12(CO)崵等。

常用酯化反应催化剂有哪些

常用酯化反应催化剂有:浓硫酸,浓盐酸,对甲基苯磺酸,氯化亚砜.
望采纳,谢谢

初中常用的催化剂有哪些?

二氧化锰催化剂。硫酸催化剂。铁催化剂。氧化铝催化剂。MnO2,H2O,Fe,Al2O3,FeCl3,MgO,C

常见的催化剂有哪些种类?其中哪些催化剂适合进行高分子化

常见的催化剂有哪些种类?其中哪些催化剂适合进行高分子化
高分子催化剂是一种对化学反应具有催化作用的高分子。生物体内的酶就是一种高活性、高选择性的天然高分子催化剂,但由于是水溶性的,故在工业应用上受到限制

⑧ 阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的区别和用法

阳离子交换树脂:
1.
阳离子交换树脂是在交联为7%的苯乙烯,二乙烯共聚体上带有磺酸基(-
SO3
H)的阳离子交换树脂,是一种磺酸化苯乙烯系凝胶型强酸性阳离子交换树脂。它在碱性、中性、甚至酸性介质中都显示离子交换功能。本产品具有交换容量高、交换速度快、机械强度好等特点。主要用于锅炉硬水软化和纯水制备,也用于湿法冶金、制糖、制药、味精行业,以及作为催化剂和脱水剂。
2.
阳离子交换树脂含弱酸性基团,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。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。这类阳离子交换树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
阴离子交换树脂:
1.
阴离子交换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。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
阳离子交换树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学品使离子交换反应以相反方向进行,使阳离子交换树脂的功能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阴离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。

⑨ 酯交换反应的催化剂

在碱性催化剂催化的酯交换反应中,真正起活性作用的是甲氧阴离子,如下图所示。甲氧阴离子攻击甘油三酯的羰基碳原子,形成一个四面体结构的中间体,然后这个中间体分解成一个脂肪酸甲酯和一个甘油二酯阴离子,这个阴离子与甲醇反应生成一个甲氧阴离子和一个甘油二酯分子,后者会进一步转化成甘油单酯,然后转化成甘油。所生成的甲氧阴离子又循环进行下一个的催化反应。
碱性催化剂是目前酯交换反应使用最广泛的催化剂。使用碱性催化剂的优点是反应条件温和、反应速度快。有学者估计,使用碱催化剂的酯交换反应速度是使用同当量酸催化剂的4000倍。碱催化的酯交换反应甲醇用量远比酸催化的低,因此工业反应器可以大大缩小。另外,碱性催化剂的腐蚀性比酸性催化剂弱很多,在工业上可以用价廉的碳钢反应器。除了上述优点外,使用碱性催化剂还有以下缺点:碱性催化剂对游离脂肪酸比较敏感,因此油脂原料的酸值要求比较高。对于高酸值的原料,比如一些废弃油脂,需要经过脱酸或预酯化后才能进行碱催化的酯交换反应。 已经工业化的碱性催化剂主要有两类:易溶于甲醇的KOH、NaOH、NaOCH3等催化的液相反应,以及固体碱催化的多相反应。 绝大多数的生物柴油工业生产装置都采用液相催化剂,用量为油重的0.5~2.0%。甲醇钠与氢氧化钠(或钾)用作酯交换催化剂时还有所不同。当使用甲醇钠为催化剂时,原料必须经严格精制,少量的游离水或脂肪酸都影响甲醇钠的催化活性,国外工艺中要求两者的含量都不超过0.1%;但其产物中皂的含量很少,有利于甘油的沉降分离及提高生物柴油收率。而氢氧化钠(或钾)为催化剂对原料的要求相对不严格,原料中可含少量的水和游离脂肪酸,但这会导致生成较多的脂肪皂,影响甘油的沉降分离速度,同时会导致甘油相中溶解较多的甲酯,从而降低生物柴油的收率。一般说来,以氢氧化钠(或钾)为催化剂,油脂原料的酸值不要超过2 mg KOH/g,催化剂的用量为油脂重量的0.5~2.0%。即使油脂原料的酸值较高,超过2 mg KOH/g,理论上还可以使用氢氧化钠(或钾)催化剂,但需要加入过量的催化剂以中和游离脂肪酸。这种条件下皂的生成量高,甘油沉降分离困难,且甘油相中溶解的甲酯量较高,因此不宜采取。对于氢氧化钠和氢氧化钾,当用作酯交换催化剂时也有所不同。
1)在对粗产物进行沉降分离过程中,催化剂主要存在于甘油相中。由于KOH的分子量大于NaOH,因此会提高甘油相的密度,加速甘油相的沉降分离。
2)使用KOH为催化剂皂的生成量要比使用NaOH时少,这会减少甲酯在甘油相中的溶解。国外一项研究表明,以KOH为催化剂催化葵花籽油酯交换,分离后的甘油相中,甲酯的摩尔含量为3%,而以NaOH为催化剂时的摩尔含量为6%。
3)以KOH为催化剂,产物用磷酸中和可生成磷酸二氢钾,这是一种优质肥料,不仅可以减少废物的排放,同时还会增加经济效益。与其相比,钠盐只能作为废物处理。NaOH为催化剂的优点是其价格便宜。
除此之外,国内外还在开发有机碱催化剂,比如胺类等。当以有机胺为催化剂时,在常压低温下经过6~10h的反应,可以达到比较高的转化率,但产物中甘油单酯和二酯的含量很高,而甘油的量很低,难以工业应用;当提高反应压力和温度时,反应过程中又有可能生成酰胺,降低产品质量。因此,以有机碱为酯交换催化剂还需要有做大量的研究工作来证明其可行性。
固体碱催化剂最近几年正在工业化。与液碱催化剂相比,使用固体催化剂可以大大提高甘油相的纯度,降低甘油精制的成本,“三废”排放少,产物不含皂,提高生物柴油收率;但反应速度慢,需要较高的温度和压力,较高的醇油比,且对游离脂肪酸和水比较敏感,原料需严格精制。法国石油研究院开发的Esterfip-H工艺是第一个将固体碱为催化剂成功应用于工业生成的生物柴油生成工艺,其催化剂是具有尖晶石结构的双金属氧化物,已经建成16万吨/年的生成装置。另外,德国波鸿的鲁尔大学也开发了一种固体碱催化剂,这种固体碱催化剂是一种氨基酸的金属络合物,催化酯交换反应的温度为125℃,高于液碱催化剂的反应温度(60℃左右)。将建设1吨/小时的工业示范装置。日本正在开发强碱性阴离子树脂催化剂,已取得很大进展。不过阴离子树脂只能在低温(60℃以下)操作,否则很快失活,而低温下酯交换活性又比较低,所以限制了其工业应用。由于树脂容易再生,因此若将来能开发出耐高温的强碱性树脂,则具有一定的工业化前景。除此之外,国内外正在开发的固体碱催化剂还包括粘土、分子筛、复合氧化物、碳酸盐以及负载型碱(土)金属氧化物等。 酸催化酯交换的反应机理如下图所示。质子先与甘油三酯的羰基结合,形成碳阳离子中间体。亲质子的甲醇与碳阳离子结合并形成四面体结构的中间体,然后这个中间体分解成甲酯和甘油二酯,并产生质子催化下一轮反应。甘油二酯及甘油单酯也按这个过程反应。
与碱催化相比,酸性催化剂可以加工高酸值原料,因为在酸性催化剂存在下,游离脂肪酸会与甲醇发生酯化反应生成甲酯。因此酸性催化剂非常适合加工高酸值的油脂。另外,对于长链或含有支链的脂肪醇与油脂的酯交换,一般也用酸性催化剂。但是,酸催化酯交换的反应速度非常慢,且需要比较高的反应温度和醇油比。在酸催化反应中,如反应温度较高,可能副反应,生成副产物如二甲醚、甘油醚等。另外,在酸催化中,水对催化剂活性的影响非常大。据报道,硫酸催化大豆油与甲醇酯交换的反应中,若大豆油中加入0.5%的水,则酯交换转化率由95%降到90%。如果加入5%的水,则转化率仅为5.6%。在酯交换过程中生成的碳阳离子容易与水反应生成碳酸,从而降低生物柴油收率。当油脂中游离脂肪酸含量高时应注意这一问题,因为酸性催化剂会催化游离脂肪酸与甲醇酯化,从而产生一定量的水,影响反应进程,一步酯交换反应难以达到满意的转化率。以高酸值的油脂如废弃油脂为原料时,为了避免产生的水的影响,工业上常常采用边反应边脱水的方法,或采用间歇操作,把水分出去后再补充甲醇继续反应。
在工业应用中,最常用的酸性催化剂是浓硫酸和磺酸或其混合物。两者相比,硫酸价格便宜,吸水性强,这有利于脱除酯化反应生成的水,缺点是腐蚀性强,且较容易与碳碳双键反应,导致产物的颜色较深。磺酸催化剂的催化活性比硫酸弱,但在生成过程中产生的问题少,且不攻击碳碳双键。
强酸型阳离子交换树脂和磷酸盐是两种典型的酯交换酸性固体酸催化剂,但它们都需要比较高的反应温度和较长的反应时间,且酯交换的转化率比较低,使用说明短,因此限制了工业应用。其它固体酸催化剂如硫酸锆、硫酸锡、氧化锆及钨酸锆等也有人在研究。
另外,据2005年11月的Nature报道,日本东京工业大学正在开发从天然有机物如糖、淀粉、纤维素等生产固体酸催化剂。其制备方法是先把有机物如葡萄糖、蔗糖在低温(>300℃)下进行不完全碳化,然后进行磺化反应,引进磺酸基,得到磺化的非定形碳催化剂。此种催化剂具有价格便宜、酯化活性高、使用寿命长的特点,但还没发现用于酯交换反应方面的报道。
在国外的生物柴油生成装置中,很少用酸催化的酯交换工艺。酸性催化剂主要被用来对酸值较高的油脂进行预酯化,然后再进行碱催化的酯交换。我国现有的生物柴油厂主要以高酸值的废弃油脂为原料,规模小,使用的催化剂大多是液体酸,也有少数开发使用固体酸。使用固体酸催化剂对高酸值的植物油进行预酯化,然后再用碱催化酯交换制备生物柴油,是一条较好的工艺路线。

⑩ 离子交换树脂的用途是什么呢

离子交换树脂的用途:

1、用于水中的各种阴阳离子的去除。

2、离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的酿造、生物制品等工业装置上。

3、制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。

4、在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。

目前,许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用树脂进行回收使用。如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。

(10)阳离子交换树脂算是催化剂吗扩展阅读:

注意事项:

1、离子交换树脂含有一定水分,不宜露天存放,储运过程中应保持湿润,以免风干脱水,使树脂破碎,如贮存过程中树脂脱水了,应先用浓食盐水(10%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接放入水中,以免树脂急剧膨胀而破碎。

2、冬季储运使用中,应保持在5-40℃的温度环境中,避免过冷或过热,影响质量,若冬季没有保温设备时,可将树脂贮存在食盐水中,食盐水浓度可根据气温而定。

3、离子交换树脂的工业产品中,常含有少量低聚合物和未参加反应的单体,还含有铁、铅、铜等无机杂质,当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时,上述物质就会转入溶液中,影响出水质量,因此,新树脂在使用前必须进行预处理,一般先用水使树脂充分膨胀。

对其中的无机杂质(主要是铁的化合物)可用4-5%的稀盐酸除去,有机杂质可用2-4%稀氢氧化钠溶液除去,洗到近中性即可。如在医药制备中使用,须用乙醇浸泡处理。

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