Page 133 - 《精细化工》2020年第9期

第 37 卷第 9 期 精 细 化 工 Vol.37, No.9
202 0 年 9 月 FINE CHEMICALS Sept. 2020

催化与分离提纯技术
磁性固体酸催化制备高羟值植物油基多元醇

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王涵颖 ，蒋平平 ，刘德开 ，聂志欣 ，邓健能 ，曹志亮
（1. 江南大学 化学与材料工程学院，江苏 无锡 214122；2. 南通海珥玛植物油脂有限公司，江苏 南通 226000）
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摘要：以 ZrOCl 2 •8H 2 O 和纳米 Fe 3 O 4 为原料，用共沉淀法制备了 ZrO 2 /Fe 3 O 4 载体，并以浸渍法将 SO 4 负载于
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ZrO 2 /Fe 3 O 4 载体上作为活性中心，制得 SO 4 /ZrO 2 /Fe 3 O 4 催化剂。利用 FTIR、EDS、XRD 等对催化剂的组成、
结构、表面酸性、磁性能进行了表征。将此磁性固体酸催化剂应用于甘油作为开环剂的环氧大豆油制备多元醇
反应体系中，考察了催化剂用量、温度、反应时间等对开环转化率及产物羟值的影响。结果表明，最佳反应条
件为：催化剂用量为环氧大豆油质量的 1%，反应温度 80 ℃，反应时间 6 h。在该条件下环氧大豆油开环转化率
达 99%，产物羟值达 365 mg KOH/g。
关键词：固体酸；催化剂；植物油基多元醇；甘油；聚氨酯；催化技术
中图分类号：TQ426.82 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 09-1847-07

Magnetic solid acid catalyst in preparation of high

hydroxyl vegetable oil-based polyols

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WANG Hanying , JIANG Pingping , LIU Dekai , NIE Zhixin ,
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DENG Jianneng , CAO Zhiliang
（1. School of Chemical and Material Engineering, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China; 2. Nantong Hairma
Vegetable Oil Co., Ltd., Nantong 226000, Jiangsu, China）
Abstract: ZrO 2/Fe 3O 4 carrier was prepared by co-precipitation method from zirconium oxychloride
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octahydrate and Fe 3O 4 nanoparticles. SO 4 /ZrO 2/Fe 3O 4 catalyst was prepared by impregnating SO 4 as
active centeron ZrO 2/Fe 3O 4 carrier. The composition, structure, surface acidity and magnetic properties of
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the catalyst were characterized by FTIR, EDS and XRD techniques. SO 4 /ZrO 2/Fe 3O 4 was used as catalyst
for the preparation of polyols from epoxidized soybean oil with glycerol as ring opening agent. The effects
of catalyst dosage, temperature and reaction time on ring-opening conversion and product hydroxyl value
were investigated. The results showed that the optimal reaction conditions were obtained. Under the
conditions of catalyst dosage 1% of the mass of epoxidized soybean oil, reaction temperature 80 ℃ and
reaction time 6 h, the ring-open conversion was 99%, and the product hydroxyl value was 365 mg KOH/g.
Key words: solid acid; catalyst; vegetable oil-based polyols; glycerin; polyurethane; catalysis technology

全球化石燃料资源的枯竭和环境问题引发了人 石油基多元醇作为合成聚氨酯的原料，具有经济和
们对可再生原料和可持续发展的探索 [1-3] 。而植物油 环保的双重效益 [7-10] 。
由于具有可再生性、生物降解能力、无毒且低廉的 制备植物油基多元醇的合成方法包括环氧开
[4]
价格，一直是学术界和工业界的研究重点之一 。 环法 [11] 、甲酰基法 [12] 、臭氧氧化法 [13] 、酯交换法 [14]
碳碳双键和酯基是植物油结构中用于化学转化的两 及酰胺化法 [15] 等。其中，环氧开环法在工业中的
个主要功能基团，因此，植物油可通过化学反应引 应用最为广泛。环氧开环法是先将大豆油的双键
入羟基到结构中，生成多元醇 [5-6] 。植物油基多元醇 环氧化再开环制备得到植物油基多元醇。其中，
原料种类丰富、来源广泛且可再生和降解，可替代 开环剂和催化剂的选择至关重要。常用的开环

收稿日期：2020-01-09; 定用日期：2020-06-02; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200024
基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助（JUSRP51623A）
作者简介：王涵颖（1996—），女，硕士生。联系人：蒋平平（1957—），男，教授，博士生导师：E-mail：pingpingjiang@jiangnan.edu.cn。