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为提升乳酸酯化催化效率，研究人员开发氯磺酸功能化 Y 沸石（ClHSO??Y）催化剂。经简单过量浸渍法制备后，Y 沸石介孔比例从 22% 提至 60%，优化条件下乳酸转化率达 73.2%。该催化剂活性高、稳定可重复，为乳酸酯可持续生产提供新方案。
在可持续化学的浪潮中，乳酸酯化反应作为生产可降解聚合物与绿色溶剂的核心过程，正面临传统催化剂效率不足与环境负担的双重挑战。当前，用于乳酸酯化的高效固体酸催化剂筛选研究匮乏，传统 Y 沸石因催化性能有限，难以满足工业化需求。如何通过结构改性提升催化剂的酸度、孔隙扩散能力与稳定性，成为突破乳酸酯绿色合成瓶颈的关键。
为攻克这一难题，国内研究团队聚焦于 Y 沸石的功能化改造，开展了氯磺酸功能化 Y 沸石（ClHSO??Y）在乳酸酯化反应中的催化性能研究。该研究成果发表于《Biomass and Bioenergy》，为乳酸酯的高效合成提供了创新性解决方案。
研究人员采用简单过量浸渍法对 Y 沸石进行氯磺酸功能化修饰。首先将 Y 沸石分散于二氯甲烷中，加入氯磺酸进行功能化反应，随后通过甲醇洗涤与干燥处理完成催化剂制备，该过程无需煅烧，显著降低了能耗。研究中运用氮气吸附 - 脱附等温线、FTIR（傅里叶变换红外光谱）、NH?-TPD（氨气程序升温脱附）等技术对催化剂结构与酸性进行表征，并系统优化了乙醇与乳酸配比、催化剂用量及反应温度等参数。
结构表征与性能分析
氮气吸附 - 脱附实验表明，氯磺酸功能化后，Y 沸石的介孔比例从原始的 22% 大幅提升至 60%，形成了更发达的介孔结构（IUPAC I?IV 型等温线，H?型滞后环），显著改善了反应物的扩散效率。FTIR 分析证实了氯磺酸基团成功引入沸石骨架，而 NH?-TPD 结果显示，功能化后的 ClHSO??Y 催化剂具有强酸性与高密度酸性位点，为酯化反应提供了理想的催化环境。
催化性能优化
在最优反应条件下（乙醇 / 乳酸摩尔比、催化剂负载量与温度经系统优化），ClHSO??Y 催化剂展现出卓越的催化活性，仅需 5 分钟即可实现 73.2% 的乳酸转化率，远高于传统阳离子交换树脂等催化剂的性能（如文献中最高 25% 的转化率）。此外，该催化剂具有良好的稳定性与重复使用性，为工业化应用奠定了基础。
研究结论与意义
本研究成功开发的氯磺酸功能化 Y 沸石催化剂，通过介孔结构调控与酸性增强的双重策略，显著提升了乳酸酯化反应效率。其无需煅烧的绿色制备工艺、高稳定性及可重复使用性，契合绿色化学与可持续生产的发展趋势，为乳酸酯（如乳酸乙酯）在可降解塑料、绿色溶剂等领域的大规模应用提供了高效、环保的催化解决方案。该成果不仅拓展了沸石基催化剂在酯化反应中的应用场景，更对推动生物基化学品的绿色合成技术进步具有重要意义。
