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乙酸活化对固体酸与液体酸催化合成醋酸纤维素反应机制的影响研究

佘洁  朱哲文  花泽林  李龙  李力成  
【摘要】:醋酸纤维素是一种重要的纤维素衍生品,其主要是通过纤维素与乙酸酐在液体硫酸催化下乙酰化得到。然而,由于液体酸难分离、易腐蚀,很多研究致力于开发环境污染小、易分离、可重复利用的固体酸催化合成醋酸纤维素,但反应时间较长、取代度低限制其进一步工业化。在常规的液体硫酸催化合成醋酸纤维素反应体系里,借助乙酸润胀纤维素可大幅提升生产效率,我们通过研究硫酸体系的乙酸润涨作用是否对固体酸也同样有效,进而剖析了固—液(固)传质对于该反应体系的影响。初步结果表明,以浓硫酸为催化剂时,乙酸活化对于产物取代度的影响较大;而以固体酸为催化剂时,则发现乙酸活化的作用并不明显。我们猜想这可能是因为活化后的纤维素对于固液接触有一定的作用,利于浓硫酸和乙酸酐进入纤维素内部进一步反应,但是这种活化作用具有一定的局限性,对于固—固接触则无法体现其优势,固体酸无法像液体酸一样大量进入纤维素内部使其充分反应。因此,该试验结果对我们使用固体酸高效合成醋酸纤维素的研究提供了初步的理论依据,我们将通过对于固体酸表面性质调控,进而加强催化剂和反应物的接触,提高反应效率,生成取代度较高的醋酸纤维素。

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