固体酸性催化剂合成、表征及在月桂酸单甘酯制备中的应用

日期: 2024-04-25 12:08:02|浏览: 64|编号: 57411

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固体酸性催化合成、表征及在月桂酸单甘酯制备中的应用

概括:

月桂酸单甘油酯(GML)不仅是一种高效的食品乳化剂,也是一种优良的抑菌剂和防腐剂。 它主要存在于母乳和棕榈中。 经美国联邦药物管理局(FDA)认证,单月桂酸单甘油酯已被确认为公认安全(GRAS)食品添加剂,已广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。 以月桂酸(LA)和甘油(GL)为原料,通过酯化反应制备月桂酸单甘油酯是一种较为常用的方法,也是实现副产物绿色高值利用的重要途径之一甘油。 。 传统的催化酯化反应的催化剂存在催化效率低、污染环境等问题。 因此,为了实现可持续发展的目标,筛选绿色、环保、高活性的催化剂对于高效制备月桂酸单甘油酯具有重要意义。 本文合成了一系列绿色高效的固体酸性催化剂,并采用多种表征方法对其结构进行了表征。 利用FT-IR、TGA、XRD和固态31p MAS NMR技术可以充分证明催化剂的结构。 特征。 在此基础上,考察了不同类型酸性催化剂在催化制备月桂酸单甘油酯中的催化活性,筛选出不同类型催化剂中催化效果最好的催化剂。 采用单因素实验研究单一反应因素对月桂酸转化率和月桂酸单甘油酯收率的影响,并通过响应面分析(RSM)动力学模型对关键工艺参数进行分析和优化。构建完成,最后对粗分离样品的抗菌性能进行了初步研究。

第二章采用离子交换法合成了一系列稀土基硅钨酸盐,并对其结构、稳定性和催化乙酰化活性进行了研究。 结果表明,催化剂的强酸性、酸性位点与路易斯酸性位点之间的协同作用以及催化剂的“假液相”特性使得该类催化剂中的Ce1/3H3表现出了最佳的性能。月桂酸单甘油酯的制备。 催化活性。 以Ce1/3H3)为催化剂,响应面分析优化合成GML的最佳条件为:GL/LA物质比为4.1:1,催化剂用量为4.6 wt%,反应温度为424℃。 K,反应时间为120分钟。 在此条件下,GML的收率为79.0%。 Ce1/催化剂循环使用5次后仍保持良好的催化活性。 动力学研究表明,该反应的活化能Ea为42.07 kJ/mol,动力学方程为:r=-dcA/dt=589.93exp(-42.07/RT)cAcB。 第三章以金属Ag+为原料,合成了四种难溶于酯类和水的不同酸性强度的催化剂AgxH4-(x=1~4)。 研究表明其具有最佳的催化酯化反应活性,其催化性能与酸强度、反应底物以及Br(?)nsted酸与Lewis酸的协同作用等因素密切相关。

作为催化剂,通过响应面分析优化合成GML的最佳条件为:GL/LA物质比为4.4:1,催化剂用量为4.6 wt%,反应温度为429 K,反应时间是153分钟。 在此反应条件下,GML的收率为80.2%。 在最佳条件下合成GML时,Ea为38.14 kJ/mol,动力学方程为:r=-dcA/dt=121.84×exp(-38.14/RT)cAcB。 第四章合成了一系列磺酸功能化离子液体改性杂多酸催化剂,并研究了它们的结构和催化酯化活性。 研究表明,可调的酸度、低位阻效应和“自分离”特性使得该类催化剂在选择性催化制备GML中表现出良好的催化活性。 其中[]iH3催化剂的催化性能最好。 以[]为催化剂,响应面分析优化合成GML的最佳条件为:GL/LA物质的用量比为3.3:1,催化剂用量为3.9 wt%,反应温度为427 K ,反应时间为60分钟。 在以下条件下,GML的产率为79.1%。 动力学研究表明,该反应的活化能Ea为39.49 kJ/mol,动力学方程为:r=dcA/dt=(-39.49/RT)cAcB。

第五章采用溶胶-凝胶法合成了一系列硅胶负载磺酸功能离子液体催化剂,并研究了其结构和催化酯化活性。 研究表明20%[]HSO4/SG在催化酯化反应时具有较好的月桂酸转化率和最高的GML产率。 以20%[]HSO4/SG为催化剂,响应面分析优化GML合成的最佳条件为:GL/LA物质用量比为4.1:1,催化剂用量为2.0 wt%,反应温度为418 K,反应时间为45 min,在此条件下GML的收率为83.9%。 动力学研究表明,该反应的活化能Ea为33.22 kJ/mol,反应动力学方程为:r=dcA/dt=78.02×exp(-33.22/RT)cAcB。 抗菌研究表明,粗分离样品对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌有良好的抑制作用。 相对而言,样品对上述细菌中的G+菌的抗菌效果更为明显。

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