一種新型側(cè)鏈含氟高分子固體強(qiáng)酸的合成及其催化性能研究.pdf

1、高分子固體酸是一種環(huán)境友好的“綠色”催化劑，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能研究一直是催化領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容。以有機(jī)高分子為載體，在其側(cè)鏈引入含氟基團(tuán)而制備的高分子固體酸，不僅能增強(qiáng)催化劑的酸強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，而且降低了成本，越來越受到人們的關(guān)注。 本文以聚苯乙烯為載體，通過一系列的反應(yīng)，在其側(cè)鏈引入長鏈烷基和全氟烷基磺酰亞胺基團(tuán)，利用長鏈烷基的獨(dú)特性質(zhì)及全氟烷基的強(qiáng)拉電子特性而顯示出的強(qiáng)酸性，制備了一種新型的強(qiáng)酸性高分子（10-(4’-perf

2、luorobutylsulfonamino sulfonylphenyl)decylpolystyrene,PS-SI），并研究了其在過量水存在下的催化性能，為Br?nsted固體酸的設(shè)計(jì)和性能研究進(jìn)行了有益的探索。經(jīng)過傅立葉變換紅外（FT-IR）、19F固體核磁共振（NMR）、環(huán)境掃描電鏡（SEM）、熱重分析（TGA）等手段對PS-SI的物性進(jìn)行了表征，用Hammett指示劑觀察法和酸堿滴定法分別測量了PS-SI的酸強(qiáng)度和酸含量。結(jié)果

3、表明，PS-SI是一種有不規(guī)則的表面形態(tài)、優(yōu)于普通磺酸樹脂的熱穩(wěn)定性和酸強(qiáng)度、高于全氟磺酸樹脂Nafion的酸含量、有潛在實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的有機(jī)高分子固體酸催化劑。 為了評價(jià)PS-SI的催化性能，我們選用在過量水存在下的等摩爾酸醇直接酯化為模型反應(yīng)，考察了催化劑用量、加入水的量及重復(fù)催化性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明PS-SI是一種高效、能多次重復(fù)使用而沒有活性損失的Br?nsted酸催化劑。與PPFSI對比實(shí)驗(yàn)說明在過量水存在條件下的酯化反應(yīng)