Page 125 - 《精细化工》2022年第7期

第 39 卷第 7 期 精 细 化 工 Vol.39, No.7
2022 年 7 月 FINE CHEMICALS July 2022

催化与分离提纯技术
HKUST-1 负载磷钨酸选择性合成

乙二醇单叔丁基醚

1
1
马德亮 ，蒙旭雯 ，汤吉海 1,2* ，张竹修 1,2 ，崔咪芬 1,2 ，乔 旭 1,2
（1. 南京工业大学 化工学院，江苏 南京 211800；2. 南京工业大学 材料化学工程国家重点实验室，
江苏 南京 211800）

摘要：采用一锅法制备了 HKUST-1 负载磷钨酸（HPW）（HPW@HKUST-1），采用 XRD、SEM、EDS、BET、
ICP、吡啶红外（Py-IR）、酸碱滴定对其进行了表征。评价了 HPW@HKUST-1 作为催化剂用于异丁烯（IB）与
乙二醇（EG）选择性醚化合成乙二醇单叔丁基醚（EGME）的催化性能。结果表明，HPW 负载量的提高增加了
催化剂 Brönsted 酸活性位点，有利于提高反应物转化率，同时 HPW 负载量与催化剂平均孔径呈负相关性，平
均孔径减小有利于提高 EGME 选择性。HPW 负载量为 10%（以 HKUST-1 物质的量为基准，下同）的 HPW@
HKUST-1 催化剂活性较优，其催化 IB 和 EG 合成 EGME 最优的反应条件为：反应温度 100 ℃，n(IB)/n(EG)=6，
催化剂用量为 EG 质量（11.13 g）的 10%，反应时间 4 h。在该反应条件下，EG 转化率为 97%，EGME 选择性
为 85%。此外，该催化剂具有良好的循环稳定性，使用 5 次后，EG 转化率为 91%，EGME 选择性为 78%。
关键词：HKUST-1；负载；磷钨酸；选择性醚化；乙二醇单叔丁基醚；催化技术
中图分类号：TQ426 文献标识码：A
文章编号：1003-5214 (2022) 07-1411-08 开放科学 (资源服务) 标识码 (OSID)：

Selective synthesis of ethylene glycol mono-tert-butyl ether with
HKUST-1 supported phosphotungstic acid

1
1,2
1,2
1
1,2
MA Deliang , MENG Xuwen , TANG Jihai 1,2* , ZHANG Zhuxiu , CUI Mifen , QIAO Xu
(1. College of Chemical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211800, Jiangsu, China; 2. State Key Laboratory of
Materials-Oriented Chemical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211800, Jiangsu, China)
Abstract: HKUST-1 supported phosphotungstic acid (HPW) (HPW@HKUST-1), prepared by one-pot
method and characterized by XRD, SEM, EDS, BET and ICP, pyridine infrared (Py-IR) and acid-base titration,
was used as a catalyst for selective etherification of isobutene (IB) and ethylene glycol (EG) to ethylene
glycol monobutyl ether (EGME) to evaluate its catalytic activity. The results showed that elevated HPW
loading increased the Brönsted acid active site of catalyst, which was conducive to high efficiency conversion
of reactants. Meanwhile, increased HPW loading led to catalyst pore size reduction which contributed to
selectivity enhancement of EGME. HPW@HKUST-1 catalyst with 10% of HPW loading (molecular ratio to
HKUST-1, the same below) exhibited better catalytic activity. The reactant EG conversion rate and product
EGME selectivity reached 97% and 85% respectively under the optimal reaction conditions of reaction
temperature 100 ℃, n(IB)/n(EG)=6, dosage of 10% HPW@HKUST-1 catalyst being 10% of EG mass (11.13 g)
and reaction time of 4 h. In addition, EG conversion rate and EGME selectivity remained as high as 91% and
78% respectively with catalyst recycled 5 times, which indicated good cyclic stability.
Key words: HKUST-1; load; phosphomolybdic acid; selective etherification; ethylene glycol mono-butyl
ether; catalysis technology

收稿日期：2022-01-20; 定用日期：2022-03-24; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220077
基金项目：国家自然科学基金（21676141，21808104）；国家重点研发计划项目（2017YFB0307304）；江苏省重点研发计划重大科技
示范项目（BE2021710）；江苏高校“青蓝工程”项目
作者简介：马德亮（1998—），男，硕士生，E-mail：201961204258@njtech.edu.cn。联系人：汤吉海（1974—），男，教授，E-mail：
jhtang@njtech.edu.cn。