SBA-15接枝有机胺官能团催化剂的制备、表征及在醇醛缩合反应中的应用

任洪清1，2，谢建军2，刘华财2，阴秀丽2*，吴创之2

（1. 中国科学技术大学 热科学和能源工程系，安徽 合肥 230026；2. 中国科学院 广州能源研究所；中国科学院 可再生能源重点实验室，广东 广州 510640）

　　摘 要：采用后接枝法对介孔分子筛载体SBA-15接枝伯胺基（PA）、仲胺基（SA）、叔胺基（TA）和哌嗪基（PP）4种有机胺官能团制得4种催化剂，用XRD、BET、TG、SEM和元素分析仪对所制备的固体碱催化剂进行表征，以糠醛、丙酮为生物油模型化合物研究了4种催化剂的醇醛缩合反应性能，考察了接枝环境、接枝剂官能团、溶剂及温度对糠醛转化率及糠叉丙酮（FA）与二糠叉丙酮（F2A）选择性的影响。结果表明，XRD及SEM图谱显示后接枝法胺基化改性SBA-15保留了载体高度有序的孔道结构，BET分析结果表明接枝后SBA-15比表面积从 829 m2/g 下降至 292 m2/g（哌嗪基SBA-15），经TG与元素分析计算得到N的接枝量为0.6~1.0 mmol/g；采用N2保护条件进行接枝反应可提高催化剂的催化性能，使用质子型溶剂、升高反应温度均有利于提高糠醛转化率和目标产物选择性，4种碱性官能团中伯胺基具有最高的催化活性和产物选择性。N2保护环境下以H2O为溶剂，糠醛和丙酮在PA/SBA-15催化下 80 ℃ 经 8 h 反应后，糠醛转化率为82.6%，FA和F2A选择性分别为 41.4%、 8.7%。

　　关键词：生物油；SBA-15；醇醛缩合；胺；后接枝

　　中图分类号：TQ35 文献标识码：A 文章编号：0253-2417（2014）02-0001-08