基本信息
- 项目名称：
- 废弃的全氟磺酸树脂催化合成乙醛缩二乙醇的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 乙醛缩二乙醇是一种重要的缩醛类香料, 目前国内研究其制备的报道很少, 现有的生产厂家也很少,且多采用无机酸催化法。该法副反应较多,产品质量差,后处理繁杂,废液污染环境, 严重腐蚀设备。本作品首次采用废弃的全氟磺酸树脂作催化剂，并首次加入分子筛作为吸水剂，具有催化剂易与反应液分离，产品后处理简单，不产生废酸液，不腐蚀设备等优点，从而降低工业生产成本，减少环境污染，且重复利用率高，绿色环保。
- 详细介绍：
- 作品简介：采用废弃的全氟磺酸树脂作催化剂，分子筛作为吸水剂，由乙醛和乙醇合成了缩醛类香料乙醛缩二乙醇。 一、作品创新点：本作品首次采用废弃的全氟磺酸树脂作催化剂，用分子筛取代其他吸水剂两大先进工艺，与传统生产工艺相比，具有较高的创新性和优越性： 1)催化剂：废弃的全氟磺酸树脂作催化剂，与传统的无机酸催化法相比，克服其副反应较多、后处理繁杂、 废液污染环境、严重腐蚀设备等缺点，具有产率高、反应条件温和、反应速度快、无腐蚀性、产物易分离、稳定性好以及可以多次重复使用等优点，是理想的对环境友好的固体酸催化剂。 2）分子筛吸水剂：本作品首次使用分子筛作为吸水剂取代传统的无水CaCl2，MgSO4，硅胶等吸水剂，克服了后处理繁杂等缺点，该吸水剂还具有重复利用等优点，即经济又环保。 二、应用前景： 乙醛缩二乙醇是一种重要的缩醛类香料, 在日用化工、食品和饮料等行业中有着广泛的应用 。目前, 国内相关报道和生产厂家很少,且生产工艺欠缺较大。本作品工艺属国内外首创，经济环保，具有很好的研究前景和开发价值。
作品图片
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：希望找到一种绿色环保型催化剂和创新性合成方法用于合成乙醛缩二乙醇，本作品用废弃的全氟磺酸树脂作为催化剂。 基本思路：本文采用废弃全氟磺酸树脂作为催化剂，合成过程中加入了分子筛作为吸水剂，对其他反应条件进行了研究和探讨。结果表明：合成乙醛缩二乙醇缩醛的最佳醇醛摩尔比为2.4∶1、催化剂用量为3﹪、反应时间为60分钟，反应温度为3-5℃，乙醛缩二乙醇缩醛的最高产率可达到90.1%。
科学性、先进性及独特之处
- 采用了废弃的全氟磺酸树脂作催化剂，在合成乙醛缩二乙醇缩醛的过程中首次加入分子筛作为吸水剂，由该催化剂合成的乙醛缩二乙醇缩醛产率高（最高可达到90.1%），色泽优良，且该催化剂易与反应液分离，产品后处理简单，并且不产生废酸液，不腐蚀设备，从而降低了工业生产成本，也减少了对环境的污染。而且该催化剂在经过6次重复使用以后，乙醛缩二乙醇缩醛的产率仍可达到89.1%。所以该催化剂是一种绿色环保型催化剂。
应用价值和现实意义
- 本作品采用废弃的全氟磺酸树脂作为催化剂合成的乙醛缩二乙醇缩醛产率高（最高可达到90.1%），色泽优良，且该催化剂易与反应液分离，产品后处理简单，并且不产生废酸液，不腐蚀设备，从而降低了工业生产成本，也减少了对环境的污染并有助于废物利用，所以该催化剂作为一种绿色环保型催化剂极具推广价值。
学术论文摘要
- 以乙醛和无水乙醇为原料，废弃的全氟磺酸树脂为催化剂合成乙醛缩二乙醇缩醛，并对影响合成乙醛缩二乙醇缩醛的一系列因素进行研究。结果表明：合成乙醛缩二乙醇缩醛的最佳醇醛摩尔比为2.4∶1、催化剂用量为3﹪、反应时间为60分钟，反应温度为3-5℃，乙醛缩二乙醇缩醛的最高产率可达到90.1%。该催化剂绿色环保且易于回收，且重复使用六次以上产率仍可达到89.1%以上。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
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同类课题研究水平概述
- 乙醛缩二乙醇是一种重要的缩醛类香料, 在日用化工、食品和饮料等行业中有着广泛的应用。目前, 国内研究乙醛缩二乙醇制备的报道很少, 现有的生产厂家也很少,并且合成方法采用无机酸催化法。该法由于副反应较多,产品质量差,后处理繁杂,废液污染环境, 并且严重腐蚀设备。随着人民生活水平的提高,对香精和食品的质量以及环境保护提出了越来越高的要求,研究和开发合成缩醛（酮）的方法具有一定的意义。用全氟磺酸树脂作为催化剂催化合成乙醛缩二乙醇缩醛的研究尚未见文献报道。 本作品所用催化剂为废弃的全氟磺酸树脂，在合成乙醛缩二乙醇缩醛的过程中首次加入分子筛作为吸水剂，由该催化剂合成的乙醛缩二乙醇缩醛产率高（最高可达到90.1%），色泽优良，且该催化剂易与反应液分离，产品后处理简单，并且不产生废酸液，不腐蚀设备，从而降低了工业生产成本，也减少了对环境的污染。而且该催化剂在经过6次重复使用以后，乙醛缩二乙醇缩醛的产率仍可达到89.1%。所以该催化剂是一种绿色环保型催化剂。
