優(yōu)質(zhì)試驗(yàn)三酸值測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)題目： Al-MCM-41 介孔分子篩制備及催化合成 乙酸正丁酯（學(xué)時(shí)數(shù) 16） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握水熱法合成介孔分子篩的方法。 2、掌握 Al-MCM-41 介孔分子篩的合成原理。 3、掌握乙酸正丁酯的合成方法 4、掌握分子篩催化作用原理 實(shí)驗(yàn)原理 目前合成介孔分子篩主要采用水熱合成法。用表面活性劑做 模板劑，并與酸或堿水配成溶液，加入反應(yīng)物前體，表面活性劑 在溶液中形成膠束，膠束再排列形成膠棒，膠棒進(jìn)而堆積成液晶 相，同時(shí)硅酸或硅酸鋁也圍繞在棒狀結(jié)構(gòu)周圍，高溫或常溫下反 應(yīng)，形成沉淀，經(jīng)晶化、洗滌、過濾后，煅燒或化學(xué)方法除去有 機(jī)物得到介孔分子篩。水熱合成的一般過程：生成比較柔順、松

2、散的表面活性劑和無機(jī)物種的復(fù)合產(chǎn)物；水熱處理提高無機(jī)物種 的縮聚程度，提高復(fù)合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；焙燒或溶劑抽提除掉 復(fù)合產(chǎn)物中的表面活性劑后得到類似液晶結(jié)構(gòu)的無機(jī)多孔骨架， 即介孔分子篩。Al-MCM-41 介孔分子篩作為固體酸催化劑， 具有酸催化反應(yīng) 的特點(diǎn)，同時(shí)分子篩具有脫水的性能， 吸附反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水， 提高轉(zhuǎn)化率。 儀器與藥品 儀器：恒溫水浴鍋、三口燒瓶（ 250 mL ）、溫度計(jì)、電動(dòng)攪 拌裝置、電子天平、量筒（50 mL）、圓底燒瓶、溫度計(jì)及套管、 冷凝管、分液漏斗、蒸餾頭、接引管、減壓抽濾裝置、干燥箱、 馬弗爐、坩堝等。藥品：正硅酸乙酯（TEOS）、乙二胺、鋁酸鈉、十六烷基三

3、甲基溴化銨( CTAB )、冰醋酸、正丁醇、分子篩催化劑、 10%碳 酸鈉、無水硫酸鎂、蒸餾水。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、 Al-MCM-41 介孔分子篩得制備采用十六烷基三甲基溴化銨為模板劑，正硅酸乙酯為硅源， 一定的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)形成沉淀，再高溫煅燒除去模板劑，即得白色 粉末狀 Al-MCM-41 介孔分子篩晶。(1)稱量2.2 g十六烷基三甲基溴化銨和0.1 g鋁酸鈉加入三 口燒瓶。( 2)加入 110 mL 水，使十六烷基三甲基溴化銨和鋁酸鈉完 全溶解，再加 12 mL 乙二胺和 11.2 mL 正硅酸乙酯。(3) 快速攪拌，溫度控制在40 C,反應(yīng)4 h,反應(yīng)結(jié)束后， 冷卻到室溫，過濾洗滌至 pH

4、=7。(4) 將產(chǎn)品于100 C干燥1 h,再放入馬弗爐中于540 C煅 燒6 h,即得產(chǎn)品。2、 Al-MCM-41 介孔分子篩催化合成乙酸正丁酯( 1 )合成粗產(chǎn)物在干燥的三口燒瓶中加入 23 mL正丁醇和14.4 mL冰醋酸， 混合均勻。加入 1.8 g 分子篩催化劑,充分振搖,加熱回流下反 應(yīng) 6 h 。反應(yīng)開始后,每隔 1 h 時(shí)間間隔從三口燒瓶中取樣,然 后測(cè)出酸值。( 2)濾出催化劑減壓過濾,將催化劑濾出,洗滌、干燥、焙燒,備用( 3)洗滌濾液待反應(yīng)混合物冷卻后，倒入分液漏斗中， 用10 mL水洗兩次， 靜止分層，分去水層。再用10 mL10%N0CO溶液洗滌，緩慢振蕩 分液漏斗

5、數(shù)次，并隨時(shí)放出CO氣體。當(dāng)振蕩至無CO產(chǎn)生時(shí)，靜 止分去下層水層后，產(chǎn)品再用 30 mL水洗滌有機(jī)層，分去水層。 最后將有機(jī)層倒入一個(gè)干燥的100 mL錐形瓶中，加入無水可硫酸 鎂干燥。（4）蒸餾純制產(chǎn)品 將干燥后的乙酸正丁酯放入燒瓶中，常壓蒸餾，收集沸點(diǎn)（120126C ）的餾分于一個(gè)已稱重的干燥三角瓶中。（5）稱出產(chǎn)品質(zhì)量，計(jì)算產(chǎn)率。 結(jié)果討論 1 、查閱文獻(xiàn)和有關(guān)資料，說明用什么方法對(duì) Al-MCM-41 介孔分子篩進(jìn)行表征觀察晶相與晶貌。2、請(qǐng)同學(xué)論述一下 Al-MCM-41 介孔分子篩的主要性質(zhì)和 用途。3、本實(shí)驗(yàn)用 Al-MCM-41 為催化劑催化合成乙酸正丁酯。 考察酸醇比、催

6、化劑用量、反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)酯化反應(yīng)的影響。（1）酸醇比的確定取冰乙酸14.4 mL,正丁醇的加入量改變，即 n冰乙酸:n正丁醇= 1:08、1:1、1:1.2、1:1.5進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為 5 h，每隔 1 h 測(cè)其酯化率。（2）催化劑用量的確定固定酸醇比為 1:1 ，取催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1%、 3%、 5%、 7% 進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為5h，每隔1h測(cè)其酯化率。（3）反應(yīng)時(shí)間的確定固定酸醇比為1:1，催化劑用量為1.8 g,進(jìn)行酯化反應(yīng)，每 間隔 1 h 測(cè)其酯化率，觀察其變化，確定最終反應(yīng)時(shí)間。3、 Al-MCM-41 介孔分子篩的表征（ 1 ）Al-MCM-41 （干燥后，未焙

7、燒的樣品） 的熱重分析 熱重分析技術(shù)可以測(cè)量樣品質(zhì)量隨溫度的變化情況，一般能 夠反映樣品在加熱的過程中，失水情況、分子篩有機(jī)模板劑的脫 除情況和介孔分子篩的熱穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)采用美國(guó)PE公司Diamond TG/DTA 型差熱/熱重綜合分析儀記錄樣品的熱失重和差熱曲線， 升溫速率15 C /min，氮?dú)饬鳛檩d氣，AI2O3作參比，在0 C 900 C 溫度范圍內(nèi)測(cè)定 樣品 的 TG/DTG 曲線。（2） AI-MCM-41的X-射線衍射（XRD）分析X-射線衍射（XRD）方法可以對(duì)分子篩晶體進(jìn)行物相分析，是測(cè)定分子篩結(jié)構(gòu)及其他性質(zhì)最有效的工具。實(shí)驗(yàn)采用 D/max- m C 型X-射線衍射儀測(cè)定分

8、子篩的晶體結(jié)構(gòu)。 實(shí)驗(yàn)操作條件為Cu Ka 靶、40 kV、100 mA，記錄分子篩0 10之間的小角度XRD譜 圖，通過查閱文獻(xiàn)判斷峰的歸屬，從而對(duì)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。（3） AI-MCM-41的紅外光譜分析通過紅外光譜分析可以分子篩的骨架結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)報(bào)道1，9,純硅MCM-41分子篩骨架Si-O-Si鍵的反對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰分 別出現(xiàn)在1123 cm-1和814 cm-1處。由圖可見，摻雜 Al離子后， T-O-T（T為Si或Al）鍵的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)和對(duì)稱伸縮振動(dòng)則分別出 現(xiàn)在1078 cm-1和801 cm-1處，與文獻(xiàn)報(bào)道的純硅MCM-41的IR譜圖 相比，此峰更尖更強(qiáng)，且向低波數(shù)移動(dòng)，

9、這可能是由于Si被Al取代后，Al-O鍵比Si-O鍵長(zhǎng)的緣故，這說明Al原子已進(jìn)入分子篩的 骨架中。在463 cm-1出現(xiàn)的吸收峰為Si-O鍵的彎曲振動(dòng)引起的。另 外，在特征吸收區(qū)3435 cm-1附近出現(xiàn)的較寬的吸收峰是各種表面 S-OH的振動(dòng)吸收峰。MrA33 0003 5002000150C1 000500浚載/CTD*圖 A1-MCMU1 的 IR 譜實(shí)驗(yàn)三酸值測(cè)定一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.進(jìn)一步熟練滴定操作。2.掌握有機(jī)產(chǎn)品酸值的測(cè)定方法。二. 實(shí)驗(yàn)原理酸值測(cè)定是通過酸堿中和反應(yīng)進(jìn)行的。通常有機(jī)物可能不溶 于水，樣品要用醇等溶解，堿也要配制成醇溶液，有機(jī)溶劑還有 利于抑制生成的脂肪酸鹽的水解

10、。RCOOH KOH RCOOK H2O酸值是中和1g樣品中的酸所需KOH毫克數(shù)AVNV 56.1WV 耗用堿的體積（ml）式中：N 堿的濃度（mol/l）W 取樣重量（g）三. 主要儀器和藥品50ml堿式滴定管，稱量瓶，50ml錐形瓶，0.1%的酚酞，標(biāo)準(zhǔn)KOH 乙醇溶液，鄰苯二甲酸氫鉀。四. 實(shí)驗(yàn)操作分別用錐形瓶在分析天平上準(zhǔn)確稱取 0.03g左右（2-3滴）樣 品兩份，加入10ml中性乙醇溶解（若樣品不溶解，加熱使樣品 溶解），然后，加入2 3滴酚酞，用KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液（約0.05mol/L） 滴至粉紅色出現(xiàn)，30秒不褪色為止。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算樣品酸值。如果數(shù)據(jù)相差超過 2%,應(yīng)重 新滴

11、定。五. 酯化率計(jì)算酯化率反應(yīng)后的酸值 反應(yīng)前的酸值100%Fe -clay as effective heterogeneous Fenton catalyst for the decolorizati on of Reactive Blue 4 Origi nal Research ArticleChemical Engineering Journal , Volume 171, Issue 3, 15 July 2011 , Pages 912-918H. Hassa n, B.H. HameedPhotoassisted hetero- Fentonmineralisationof a

12、zo dyes byFe(ll)-AI 2O3 catalyst Original Research ArticleChemical Engineering Journal , Volume 153, Issues 1 -3, 1 November 2009 , Pages 9-15B. Muthukumari, K. Selvam, I. Muthuvel, M. SwaminathanA new in sight into Fenton and Fenton -like processes for watertreatme nt: Part II. I nflue nee of orga

13、nic compo unds onFe(HI)/Fe(ll)interconversionand the course of reactionsOriginal ResearchArticleJournal of Hazardous Materials , Volumes 250 -251 , 15 April 2013 , Pages 76-81Chen gch un Jia ng, Zhen Gao, Han gli ng Qu, Jin wei Li, Xiaoxi ong Wang, Pi ng Li, Hong LiuMesoporoussilicairon-doped as sta

14、ble andefficie ntheterogeneouscatalyst for the degradation of C.I. Acid Orange 7using sono -photo- Fenton process Original Research ArticleSeparati on and Purificati on Tech no logy , Volume 80, Issue 1, 12 July 2011 , Pages 163-171Xin Zhong, Sebastie n Royer, Hui Zhang, Qianqian Huang, Luoj ing Xia

15、 ng, Sabine Vala nge, Joel BarraultSyn thesisofa-Fe 2O3/TiO 2nano tubearrays forphotoelectro- Fenton degradati on of phe nol Origi nal Research ArticleChemical Engineering Journal , Volume 191 , 15 May 2012 , Pages 356-363Yan qi ng Co ng, Zhe Li, Yi Zha ng, Qi Wang, Qia n XuAdsorpti on study of anio

16、nic reactive dye from aqueous solution to Mg -Fe -CO 3 layered double hydroxide (LDH) Original Research ArticleApplied Surface Scie nee, Volume 259, 15 October 2012 , Pages 650-656I.M. Ahmed, M.S. GasserEffective removal of pyrophosphate by Ca -Fe -LDH and its mecha nismOrigi nal Research ArticleChe

17、mical Engineering Journal , Volume 179, 1 January 2012 , Pages 72-79Yueyi ng Wu, Ying Yu, Ji Zhi Zhou, Jia nyong Liu, Ying Chi, Zhi Ping Xu, Guangren QianEffect of competing ligands on the sorption/desorption of arse nite on/from Mg -Fe layered double hydroxides (Mg -Fe-LDH ) Origi nal Research Arti

18、cleChemicalEngineeringJournal , Volume 225, 1 June 2013 , Pages704-709A.G. Caporale, M. Pigna, S.M.G.G. Azam, A. Sommella, M.A. Rao, A. Viola ntePreparati onof Mg/ Fe spinel ferrite nan oparticlesfromMg/ Fe-LDH microcrystallites under mild conditionsOriginalResearch ArticleSolid State Sciences , Vol

19、ume 11, Issue 2, February 2009 , Pages 472-478Qin gho ng Xu, Yabo Wei, Yao Liu, Xuemei Ji, Lan Yang, Min ggua ng GuCu/ Fe hydrotalcite derived mixed oxides as new catalyst for thermal decompositi on of ammonium perchlorateMaterials Letters , Volume 64, Issue 15, 15 August 2010 , Pages 1698-1700Hon g

20、bo Liu, Qin gze Jiao, Yun Zhao, Han she ng Li, Chon gbo Sun, XuefeiLi, Ho ngyuWuAdsorpti on of perchlorate from aqueoussoluti onby thecalcinationproduct of Mg/(Al -Fe) hydrotalcite -like compoundsOrigi nal Research ArticleJournal of Hazardous Materials , Volumes 209 -210, 30 March 2012 , Pages 318-3

21、25Yiqio ng Yan g, Naiyun Gao, Wen hai Chu, Yongji Zha ng, Yan MaPreparati on and characterizati on ofFe /MgO catalysts obta inedfrom hydrotalcite-like compoundsOriginal Research ArticleCatalysis Today , Volume 30, Issues 1-3, 17 June 1996 , Pages 77-82Jianyi Shen, Bing Guang, Mai Tu, Yi ChenMg -Fe -

22、Al mixed oxides with mesoporous properties preparedfrom hydrotalcite dehydroge nati on Applied CatalysisPages 220-231 Yoshihiko Ohishi,as precursors: Catalytic behavior in ethylbe nzeneOrigi nal Research ArticleA: General , Volume 288, Issues 1 -2, 15 July 2005 ,Tomonori Kawabata, Tetsuya Shishido, Ken Takaki,Qin gho ng Zhang, Ye Wang, Kiyoshi Nomura, Katsuomi TakehiraThermal decompositi on and structural recon structio n effect onMg -Fe-based hydrotalcite compounds Original Research Article Journal of Solid State Chemistry