活性炭作為催化劑對苯酚的叔丁基化的評價

由于活性炭的高密度、機械強度和多孔轉運通道的多孔性，可作為酸催化反應的吸附劑和催化劑載體。有幾種多相催化劑，如金屬氧化物、金屬硫化物、沸石篩、雜酸、離子交換樹脂和粘土，但由于各種事實，內部傳質限制、酸催化和沉積導致的失活。因此，活性炭催化劑具有較大的比表面積和孔徑，是最佳選擇。硫酸活性炭具有高酸度，是一種高度穩定的液相酸催化反應催化劑，具有無腐蝕性和易于分離的特性。

苯酚的叔丁基化具有重要的工業意義。 基于需求，工業估計每年所需的酚烷基化產物的量超過45萬噸。 由苯酚烷基化得到的產物，例如單烷基化和二烷基化苯酚，對于紫外線吸收劑、酚醛樹脂的合成和抗氧化劑的生產有很大的需求。 采用原位碳化和磺化的方法合成了苯酚叔丁基化磺化活性炭催化劑。 本研究涉及催化劑形態與涉及大分子轉化(例如苯酚的液相丁基化)的合適催化應用之間的關系。

　　催化性能研究

通常苯酚的叔丁基化反應是在較高的反應溫度下進行的。在固體酸催化劑存在下，叔丁醇(tba)與苯酚反應主要生成2,4-二叔丁基苯酚(2,4-dtbp)、4-叔丁基苯酚(4-tbp)和2-叔丁基苯酚(2-tbp)。在 paars 反應器中進行了液相苯酚丁基化反應。在90ー160 ° c 的無溶劑液相烷基化反應中，苯酚與 tba 的摩爾比為1:2.5，催化劑質量分數為5wt% (總反應混合物(苯酚 + 未確定)) ，反應時間為7h。將反應混合物轉移到反應器中，用氮氣加壓到2巴。然后，通過 pid 控制程序慢慢將加熱溫度上升到所需的溫度。7h 后收集反應產物，過濾分離，乙醇洗滌，120 °c 干燥，重復使用5次。按氣相色譜法分析反應產物。

　　催化劑表征

　　各種不同尺寸的活性炭和磺化炭的SEM圖像進行形態設計如圖1所示。。ACT-C和SUL-C催化劑的SEM圖像數據表明，白點就是代表中國無機化學成分。從圖像我們可以明顯看出，活性炭技術具有一個不規則的致密組織結構，而顆?？雌饋硐窬哂蟹浅９饣牧媳砻娴念w粒。圖2顯示了ACT-C和SUL-C催化劑的EDX圖，并觀察到SUL-C圖中主要存在硫。此外，在ACT-C和SUL-C的圖中，還有對于一些企業額外的峰涉及其他雜質，因為作為碳源是廢物生物質，因此他們可能發展存在問題這些產品雜質。如圖3所示，通過TEM分析了活性炭和磺化炭的形態和結構。