介孔分子筛催化剂在蒎烯异构化、环氧化反应中的应用基础研究

我国有丰富的松节油资源，其中云南是主产区之一，但α-蒎烯异构化、环氧化反应的转化率和选择性不高。本研究用自制的负载型介孔分子筛催化a-蒎烯的异构化和环氧化反应，拟提高反应的转化率和选择性。采用水热法制备介孔分子筛SBA-15和MCM-41，然后制备PW/SBA-15、SiW12/SBA-15系列和PW / MCM-411、TiO2 / SO42- / MCM-41系列负载型介孔分子筛催化剂。并通过X-ray光谱、透射电子显微镜、傅立叶红外光谱等对其结构进行表征。研究探索催化剂的制备条件及催化反应条件对反应选择性、反应速率、产物结构等方面的影响。测定反应物的组成和反应动力学，研究负载型介孔分子筛催化剂在萜类化学中的反应机理。通过研究负载型介孔分子筛结构上的特殊性对反应选择性、反应速率、反应机理等方面的影响，揭示负载型介孔分子筛在萜类化学中的催化作用机理，为我国松香、松节油的深度开发提供参考。

我国有丰富的松节油资源，但α-蒎烯异构化、环氧化反应的转化率和选择性不高。本研究用自制的负载型介孔分子筛催化a-蒎烯的异构化和环氧化反应，以提高反应的转化率和选择性，为介孔分子筛催化剂在萜类化学中的应用提供了必要的参考依据。.以水热法合成负载型PW/SBA-15催化剂，SBA-15与PW(40)/SBA-15的孔径分别为6.80nm，6.21nm，表明是典型的介孔材料，有高度有序的规整六角结构。负载型介孔分子筛PW/SBA-15催化剂进行α-蒎烯环氧化催化活性试验结果表明：负载磷钨酸的量为40％，过氧乙酸与α-蒎烯的摩尔比为2.5，催化剂PW/SBA-15用量为3.5％，相转移催化剂用量为0.06 mol/L，反应温度为4 ℃，反应时间为3 h。α-蒎烯的转化率可以达到88.53%，2，3-环氧蒎烷的选择性可以达到82.60%；α-蒎烯异构化条件为：反应温度130℃，催化剂用量为2%，反应时间为2h，此条件下α-蒎烯的转化率为93.48%，莰烯选择性为47.07%。.采用水热合成法制备出介孔分子筛MCM-41，孔径为2.6nm。并采用沉积-浸渍法将固体超强酸SO42-／TiO2和SO42-／SnO2分别负载到MCM-41上。负载型介孔分子筛SO42-／TiO2 -MCM-41催化α-蒎烯异构化反应，在催化剂用量3%，反应时间3h，反应温度130℃，负载量为30%, α-蒎烯的转化率和莰烯的选择性到达93.03%和51.55%。而SO42-／SnO2- MCM-41催化α-蒎烯异构化反应，在反应时间为2h，反应温度130℃，固体酸负载量50%，催化剂焙烧温度550℃, 转化率和莰烯的选择性到达90.31%和48.75%。.以浸渍法将PW（磷钨酸）负载在介孔分在筛上制备得到负载型介孔分子筛PW/MCM-41，将该催化剂用于α-蒎烯环氧化反应。α-蒎烯与过氧乙酸的摩尔比为3：1，相转移催化剂四丁基溴化铵的浓度为0.06mol/L，PW/MCM-41催化剂的用量3%（占原料），在三氯甲烷中反应2.0h，且维持在15℃以下，α-蒎烯的转化率达80.78%，2、3-环氧蒎烷的选择性为65.80%。此研究为α-蒎烯在工业级低浓度过氧乙酸下反应，转化率和选择性的提高提供了一种较好的方法。