树脂用作催化剂技术..
石油树脂加氢催化剂研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 12 期石油树脂加氢催化剂研究进展赵晖1，王高伟2，李茂帅1，马新宾1（1 天津大学化工学院，天津 300350；2 科莱恩化工科技(上海)有限公司，上海 201100）摘要：高端氢化石油树脂应用广泛，市场需求逐年增加，如何实现高效生产高品质氢化石油树脂是该领域研究的重点。
高品质氢化石油树脂的生产主要是采用催化加氢技术，开发高效稳定的加氢催化剂是关键的技术环节。
本文针对催化剂加氢效率低、树脂分子扩散与吸附困难、加氢反应条件苛刻等问题，重点综述了近年来研究者为解决上述难点在催化剂金属活性组分组成、几何与电子结构、载体形貌与孔结构设计等方面的研究成果。
提出催化剂中金属活性位点的分散度、位点分布情况、价态调控及复合金属间的协同作用是调控催化剂性能的关键。
同时，对目前石油树脂加氢催化剂活性位点设计、反应机理、催化剂失活再生机制等方面进行总结并展望催化剂的未来发展方向。
关键词：石油树脂；树脂改性；工艺流程；催化加氢；金属催化剂中图分类号：TQ322；G311 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）12-6310-15Recent advance in catalysts for petroleum resin hydrogenationZHAO Hui 1，WANG Gaowei 2，LI Maoshuai 1，MA Xinbin 1(1 School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300350, China; 2 Clariant ChemicalTechnology (Shanghai) Co., Ltd., Shanghai 201100, China)Abstract: Hydrogenated petroleum resins have wide application in high-end fields, and the demand for high-quality petroleum resins has increased year by year. Efficient production of high-quality hydrogenated petroleum resin has become the research focus in the field. High-quality petroleum resin is mainly produced by hydrogenation of raw resin materials and efficient and stable hydrogenation catalysts are the key. However, the resin hydrogenation system still suffers from problems such as poor hydrogenation performance, low diffusion of resin in catalyst pores and harsh reaction conditions. This review summaries the research progress in terms of rational design of active components, geometric and electronic structure, support morphology and pore structure. Highlighting the effect of the dispersion of metal active sites, active sites distribution, valence states engineering together with synergy between composite metal are the key factors to regulate the performance of catalyst. At the same time, the problemssuch as the reaction mechanism, the deactivation and regeneration mechanism of active sites and the development trend of hydrogenation catalysts in the future were summarized.Keywords: petroleum resin; resin modification; technological process; catalytic hydrogenation; metal catalyst综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0078收稿日期：2023-01-16；修改稿日期：2023-04-25。
萘磺酸钠用强酸离子交换树脂为催化剂和甲醛缩合反应案例
背景介绍萘磺酸钠萘磺酸钠是一种有机化合物，化学式为C10H7SO3Na。
它是一种重要的催化剂，在有机合成中广泛应用。
由于其具有良好的亲水性和亲碱性，萘磺酸钠常常被用作强酸离子交换树脂的催化剂。
强酸离子交换树脂强酸离子交换树脂是一种具有强酸性功能团的高分子材料。
它能够与溶液中的阳离子发生交换反应，并将其吸附到树脂表面上。
在有机合成中，强酸离子交换树脂常被用作催化剂，可以加速反应速率、提高产率和选择性。
案例一：甲醛缩合反应背景甲醛缩合反应是一种重要的有机合成方法，可以通过将甲醛与另外一个活性化合物缩合得到目标产物。
在工业上，甲醛缩合反应通常使用碱性或弱碱性条件进行。
然而，这种方法存在一些问题，如产物选择性低、反应速率慢等。
因此，寻找一种新的催化剂来改进甲醛缩合反应的效果是非常有意义的。
过程研究人员发现，萘磺酸钠可以作为强酸离子交换树脂催化剂，在甲醛缩合反应中表现出良好的催化活性和选择性。
以下是该反应的具体过程：1.制备催化剂：将萘磺酸钠与强酸离子交换树脂进行反应，生成萘磺酸钠离子交换树脂催化剂。
2.反应条件：在适当的温度和压力下，将甲醛和另一个活性化合物（如胺类、亚胺类、硫醇等）与萘磺酸钠离子交换树脂催化剂进行接触反应。
3.反应机理：萘磺酸钠离子交换树脂催化剂能够提供活性中心，并与甲醛发生缩合反应。
在此过程中，甲醛分子中的羰基与活性化合物中的亲核基团发生反应，形成C-C键。
4.产物分离：将反应混合物进行分离和提纯，得到目标产物。
结果通过使用萘磺酸钠作为强酸离子交换树脂催化剂进行甲醛缩合反应，研究人员取得了以下结果：1.提高了反应速率：相比于传统的碱性条件，萘磺酸钠催化剂能够加速甲醛缩合反应的速率。
这是因为萘磺酸钠离子交换树脂具有更强的酸性和亲碱性，能够更有效地催化反应。
2.改善了产物选择性：萘磺酸钠催化剂能够控制甲醛缩合反应的产物选择性。
在一些情况下，传统的碱性条件下容易产生副产物或废弃物，而使用催化剂可以提高目标产物的选择性。
ABS树脂的催化剂研究
ABS树脂的催化剂研究ABS树脂是一种广泛应用于塑料制品中的共聚物，由丙烯腈(ACN)、苯乙烯(Styrene)和丁二烯(BD)三种单体共聚而成。
在ABS树脂的制备过程中，催化剂起到了至关重要的作用。
催化剂在反应中起到促进反应速率和增强反应效果的作用，能够影响ABS树脂的聚合质量、分子结构和性能特性。
在ABS树脂的制备中，常用的催化剂主要有过渡金属配合物和有机酸。
其中，过渡金属配合物催化剂包括有钴系列、锰系列、铁系列等，而有机酸催化剂主要包括无机酸和有机酸。
这些催化剂的选择对于ABS树脂的聚合过程和性能有着直接影响。
过渡金属配合物催化剂具有催化活性高、反应速率快等优点。
钴系列催化剂被广泛应用于ABS树脂制备中，其有效地增加了ABS树脂的聚合速率，并且可以控制聚合的分子量分布。
锰系列和铁系列催化剂也可作为替代选择，能够在一定程度上实现与钴系列相似的催化效果。
不同的过渡金属催化剂还可以通过调整反应条件和催化剂配比来实现对ABS树脂聚合过程中酯交换反应和自由基聚合反应的调控，以获得所需的分子结构和性能。
有机酸催化剂是一种低成本、环境友好的催化剂。
这类催化剂主要通过酯交换反应来实现ABS树脂共聚反应。
常用的有机酸催化剂包括苯甲酸、醋酸等。
它们具有高活性和选择性，能够在相对较低的温度下使反应发生，并且能够产生较高的ABS树脂聚合度和聚合率。
与过渡金属配合物催化剂相比，有机酸催化剂无需添加过渡金属，避免了过渡金属残留的问题，从而降低了产品的环境污染。
除了过渡金属配合物和有机酸，氢化物催化剂也被应用于ABS树脂的制备。
氢化物催化剂具有高活性和广泛的催化适应性，可以在相对温和的条件下，实现ABS树脂的高分子量和分子量分布的控制。
常用的氢化物催化剂包括氢化铝锂、氢化钠等。
它们具有可溶性强、反应速率快等优点，在ABS树脂的制备中能够有效地控制聚合反应的进行，提高ABS树脂的聚合效果。
总之，ABS树脂的催化剂研究是塑料制品行业中的重要课题。
树脂类催化剂在酯化反应中的应用进展
树脂类催化剂在酯化反应中的应用进展作者：甄美静来源：《中国化工贸易·中旬刊》2020年第01期摘要：近年來我国的树脂类催化剂在酯化反应中的应用发展较快，在绿色化学的进步和创新中发挥了重要作用。
根据当前离子树脂作为酯化催化剂的应用情况，分析凝胶型树脂以及大孔树脂、负载型树脂、全氟磺酸树脂催化剂在酯化反应中的应用进展进行分析和研究，以期为树脂类催化剂的科学应用和绿色化学的发展提供借鉴和参考。
关键词：树脂;催化剂;酯化反应;应用进展0 前言我国在现阶段社会经济高速发展以及各项建设活动日益频繁的背景下，引发了严重环境污染问题，因此绿色化学的出现引起了多方的关注。
相关化工企业在应用化学反应的同时对工艺设计、操作条件以及催化剂方面都充分的考虑了绿色发展的趋势和要求。
因此树脂类催化剂逐渐成为固体酸催化剂中的一种具有提高反应过程选择性和原子经济性、优化反应过程、简化处理流程作用的新型催化剂。
1 凝胶型树脂与大孔树脂催化剂在酯化反应中的应用进展离子交换树脂催化剂在酯化反应中具有良好的应用效果，尤其是凝胶型树脂以及大孔树脂已经广泛应用在各类的催化剂中。
其中凝胶型树脂是一类相对具有高分子凝胶的离子交换树脂，一般用于极性和水溶液反应中。
而大孔树脂则由于内部拥有毛细孔结构，是一类非均相凝胶结构树脂，所以利用其受溶剂影响较小的特点而被应用在很多的酯化反应中，主要包括直接酯化反应、烯酸酯化反应以及酯交换反应[1]。
1.1 直接酯化反应当前存在一种利用树脂作为催化剂来合成马来酸二乙酯的酯化反应流程，可以有效的催化马来酸酐和乙醇的双酯化反应，这一流程在很大程度上减少了废弃物的产生，解决了传统酯化方法中较为严重的污染问题。
在工业上被广泛推广应用，可以实现近99.8%的反应产率以及99%的选择性。
而且固定床催化剂在催化酯化乙酸与乙醇的酯化中，能够显示出相对较好的产率和选择性。
因此应用催化苯甲酸和乙醇所合成的苯甲酸乙酯在利用微波技术的条件下也可以得到较高的产率。
离子交换树脂催化剂
离子交换树脂催化剂离子交换树脂催化剂是一种广泛应用于化学工业中的催化剂。
它具有高效、经济、环保等优点，在各个领域发挥着重要作用。
本文将介绍离子交换树脂催化剂的原理、应用和发展前景。
离子交换树脂催化剂是一种以树脂为载体的催化剂。
树脂是一种高分子化合物，具有多孔性和特定的化学活性。
离子交换树脂催化剂的原理是通过树脂上的交换基团与溶液中的离子发生置换反应，从而实现催化反应的进行。
离子交换树脂催化剂可以选择性地吸附、分离、催化转化溶液中的目标物质。
离子交换树脂催化剂具有广泛的应用领域。
首先，在化学合成中，离子交换树脂催化剂可以作为催化剂载体，提高催化剂的稳定性和活性，促进化学反应的进行。
例如，离子交换树脂催化剂可以用于有机合成中的酯化、酰化、烷基化等反应。
其次，在环境保护和资源回收中，离子交换树脂催化剂可以用于处理废水、废气和废液中的有害物质，实现资源的回收和环境的净化。
此外，离子交换树脂催化剂还可以应用于制药、食品加工、电子材料等领域。
离子交换树脂催化剂在应用过程中也面临一些挑战。
首先，催化剂的选择是关键。
不同的催化反应需要选择适合的离子交换树脂催化剂，以获得较高的催化效率。
其次，催化剂的再生和循环利用是一个重要问题。
离子交换树脂催化剂在使用过程中会受到污染和失活的影响，需要进行再生或更换。
因此，研究催化剂的再生和循环利用方法对于提高催化剂的经济性和环保性具有重要意义。
此外，离子交换树脂催化剂的合成和改性也是一个研究热点，通过改变树脂的结构和功能，可以提高催化剂的活性和选择性。
离子交换树脂催化剂在未来的发展前景广阔。
随着科技的进步和需求的增加，离子交换树脂催化剂将在新能源、环境保护、化学合成等领域发挥更重要的作用。
例如，离子交换树脂催化剂可以用于燃料电池中的质子交换膜，提高燃料电池的效率和稳定性。
此外，离子交换树脂催化剂还可以用于光催化、电催化等新兴领域的研究和应用。
离子交换树脂催化剂是一种重要的催化剂，具有广泛的应用领域和发展前景。
丙烯酸树脂催化剂
丙烯酸树脂催化剂介绍：丙烯酸树脂催化剂是一种在合成丙烯酸树脂过程中起催化作用的物质。
它能够加速丙烯酸树脂的形成反应，并且对于控制聚合速度和分子结构具有重要作用。
本文将介绍丙烯酸树脂催化剂的种类、催化机制以及应用领域。
一、丙烯酸树脂催化剂的种类丙烯酸树脂催化剂主要可以分为酸性催化剂和碱性催化剂两大类。
1. 酸性催化剂酸性催化剂主要包括有机酸、无机酸和离子交换树脂等。
有机酸如甲酸、乙酸等常用于丙烯酸树脂的聚合过程中。
无机酸如磷酸、硫酸等也具有良好的催化作用。
离子交换树脂是一种高效稳定的固定催化剂，其具有可调节活性和准分子级的控制能力。
2. 碱性催化剂碱性催化剂主要包括有机胺和金属盐类。
有机胺如三乙胺、三丁胺等常用于丙烯酸树脂的聚合过程中。
金属盐类如锌盐、锡盐等也具有良好的催化作用。
二、丙烯酸树脂催化机制丙烯酸树脂催化剂通过吸附单体和活化它们的反应中间体，加速聚合反应的进行。
具体来说，酸性催化剂可以提供带负电荷的氧原子，从而吸引丙烯酸单体的正电子，并在催化剂表面形成活化的丙烯酸树脂聚合物链。
碱性催化剂则通过提供带正电荷的氢原子，使丙烯酸分子更易于发生反应。
三、丙烯酸树脂催化剂的应用领域丙烯酸树脂催化剂在各个领域具有广泛的应用。
1. 涂料丙烯酸树脂涂料是目前应用最广泛的一种涂料，其主要成分为丙烯酸树脂。
催化剂在涂料的制备过程中起到加速聚合反应的作用，提高涂料的干燥速度和附着力。
2. 粘合剂丙烯酸树脂催化剂在胶黏剂的制备中也发挥着重要的作用。
催化剂可以促进丙烯酸树脂的聚合反应，增加粘合剂的强度和粘附能力。
3. 塑料丙烯酸树脂催化剂是合成丙烯酸树脂塑料的关键组成部分。
通过催化剂的作用，丙烯酸单体可以快速聚合为丙烯酸树脂，从而制备出具有优异性能的塑料制品。
4. 纤维丙烯酸树脂催化剂在纤维制备中也有应用。
催化剂可以促进丙烯酸单体的聚合反应，使纤维具有更好的强度和耐久性。
结论：丙烯酸树脂催化剂在丙烯酸树脂的合成过程中起着重要的作用。
磺化酚醛树脂及其制备和作为催化剂的应用
磺化酚醛树脂及其制备和作为催化剂的应用磺化酚醛树脂是一种具有强酸性的固体催化剂，广泛应用于酸催化反应，如酯化、醚化、加成反应等。
它的制备方法包括以下步骤：
1.在适当的溶剂中将酚和离子型醛混合，形成酚醛缩合物。
2.加入吸附剂并混合，使反应物被更好地吸附。
3.加入硫酸或其他酸性催化剂，催化酚醛缩合反应。
4.沉淀并洗涤得到磺化酚醛树脂。
磺化酚醛树脂具有以下优点：
1.强酸性，催化反应效果好，反应速度快。
2.化学惰性好，耐酸碱、耐高温、耐腐蚀。
3.易于分离和回收，可重复使用多次。
4.价格便宜，制备工艺简单。
磺化酚醛树脂作为催化剂的应用包括以下几个方面：
1.酯化反应：磺化酚醛树脂可以催化酸醇反应，使得酯类产率高，反应速度快。
2.醚化反应：磺化酚醛树脂能够催化醇和酚的醚化反应，可以制备出高纯度的醚类化合物。
3.加成反应：磺化酚醛树脂可以催化多种加成反应，如芳香化合物的加成反应、双键的加成反应等。
总之，磺化酚醛树脂在催化化学领域有广泛应用，具有重要的研究和工业价值。
酸催化碱催化酚醛树脂
酚醛树脂是一种重要的合成高分子材料，广泛应用于防腐蚀、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。
其合成过程主要包括酸催化合成和碱催化合成两种方式，这两种方式在反应条件、产物结构和应用领域上存在一定差异。
1. 酸催化酚醛树脂：
酸催化下的酚醛树脂合成主要涉及酚和甲醛的加成反应，生成羟甲基酚。
然后在酸性条件下，羟甲基酚之间的缩合反应形成酚醛树脂。
酸催化反应通常使用硫酸、盐酸等强酸作为催化剂。
在此过程中，反应体系保持酸性环境，有利于羟甲基酚的稳定存在和加成反应的进行。
酸催化酚醛树脂通常具有较高的化学稳定性、耐热性能和机械强度。
然而，由于酸性条件下易生成较小的分子间缩合物，因此酸催化酚醛树脂的相对分子质量较低，且易溶于酒精等有机溶剂。
2. 碱催化酚醛树脂：
碱催化下的酚醛树脂合成同样包括酚和甲醛的加成反应，但在碱性条件下，进一步的缩合反应更为容易，从而形成网状结构的大分子酚醛树脂。
碱催化反应常用的催化剂有氨水、碳酸钠、氢氧化钠等。
在碱性环境下，酚醇处于稳定状态，易于发生缩合反应。
因此，碱催化酚醛树脂通常具有较高的相对分子质量，且不溶于酒精等有机溶剂。
此外，碱催化酚醛树脂具有良好的柔韧性和耐水性。
酸催化酚醛树脂和碱催化酚醛树脂在结构、性能和应用领域上有所差异。
选择合适的催化方法可根据实际需求进行调整，以满足不同应用场景的需求。
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例如：丙烯酸系弱碱性阴离子交换树
脂
strongly basic anion exchangeresin of acrylic system
离子交换树脂用作催化剂原理
• 采用一般的酸、碱做催化剂,和采用离 子交换树脂做催化剂,其反应机理虽相 同,但反应过程是不一样的。离子交换 树脂是不溶于任何溶剂的固体,其功能 基分布在树脂体上,故反应主要是在树 脂相内进行,这是非均相反应。
离子交换树脂的分类
强 酸 性 阳 离 子 树 脂 弱 酸 性 阳 离 子 树 脂 强 碱 性 阴 离 子 树 脂 弱 碱 性 阴 离 子 树 脂
离 子 树 脂 的 转 型
强酸性阳离子树脂
• 这类树脂含有大量的强酸性基团，如 磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出 H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体 所含的负电基团，如SO3－，能吸附结 合溶液中的其他阳离子。这两个反应 使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相 交换。
• • • • • • • 聚合反应； 双酚A 的合成； 三聚甲醛的合成； 酚类的烷基化反应； 醉的脱水作用； 异丙苯过复化氢的分解； 乙酸乙烯合成。
举例：乙酸乙烯合成
总结：
自大孔树脂出现以来,用于催化反应的离子交 换树脂,其范围已有所增加。过去只局限于低 分子量的反应,现已扩展至高聚物的制备,且获 得初步的成效;此外,它尚可为有催化活性的金 属作载体,进行有选择性的催化氧化和催化加 氢反应,从而合成有用的单体或中间体。因此, 离子交换树脂作为催化剂应用在工业生产上 是有前途的。
树脂用作催化剂技术
制作者：伍卿平 10120698
却未 在与 枝群 头芳 独同 欢温 笑暖
• 树脂催化剂已在各类酯化反应中显 示出良好的催化性能,离子交换树脂 作为优异固体酸催化剂完全符合绿 色化学的要求,展现出广阔的应用前 景。
却未 在与 枝群 头芳 独同 欢温 笑暖
离子交换树脂
• 有机化学的酚化、水解、水化、 醋交换、缩合等可以为可溶酸 和碱催化,也可为含相类塔团 的有机离子交换树脂所催化, 使反应有更高的选择性,从而 提高产率。
弱酸性阳离子树脂
• 这类树脂含弱酸性基团，如羧基－ COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。 树脂离解后余下的负电基团，如R-COO －(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他 阳离子吸附结合，从而产生阳离子交 换作用。
强碱性阴离子树脂
• 这类树脂含弱酸性基团，如羧基－ COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。 树脂离解后余下的负电基团，如R-COO －(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他 阳离子吸附结合，从而产生阳离子交 换作用。
磺酸型苯乙烯一二乙烯苯共聚体
磺酸型苯乙烯一二乙烯苯共聚体催化反应机理
催化反应速度与树脂的交联度、功能基密度、体积大小 及性质,溶质的体积大小及电性质和介质的温度等有关。
树脂与反应条件的选择
• • • • 树脂的种类； 树脂的交联度； 树脂的交换量； 粒度、溶剂、温度、搅拌等。
树脂在催化上的应用
参考文献
• 何炳林;离子交换树脂在催化上的应用[J];石 油化工;1973，(6):344-351. • 蔡红,周斌.离子交换树脂在有机催化反应中 的应用进展[J].化工进展,2007,(3):386-391. • [1]李妍,宁正祥.离子交换树脂型催化剂在酯 类香料合成中的应用[J].林产化工通 讯,2005,39(1):39-43.
弱碱性阴离子树脂
• 这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基 (亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺 基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2， 它们在水中能离解出OH－而呈弱碱性。 这种树脂的正电基团能与溶液中的阴 离子吸附结合，从而产生阴离子交换 作用。
离子树脂的转型
• 以上是树脂的四种基本类型。在实际 使用上，常将这些树脂转变为其他离 子型式运行，以适应各种需要。例如 常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用， 转变为钠型树脂再使用。