新型介孔沸石H-BEA催化剂在正己基左旋戊烯酸合成中的合成、表征及催化性能评价：模板效应与动力学研究

《ChemCatChem》：Synthesis, Characterisation, and Catalytic Evaluation of Novel Mesoporous Zeolite H-BEA Catalysts for n-Hexyl Levulinate Synthesis: Effect of Templates and Kinetic Studies

本研究采用改性介孔沸石H-BEA催化剂，通过酯化反应高效合成n-己基左旋酮生物燃料添加剂，优化反应参数后实现99.44%转化率和38.6 kJ/mol活化能。

　　

图形摘要

本研究展示了通过使用新型介孔沸石H-BEA催化剂，将左旋戊烯酸与正己醇进行酯化反应，成功合成了具有潜力的生物燃料添加剂——n-己基左旋戊烯酸（HL）。该催化剂具有层状孔结构，能够有效促进反应物扩散，从而实现较高的催化活性和选择性。这种可持续的方法将生物质来源的左旋戊烯酸转化为可用于燃料和化工领域的宝贵生物酯。

摘要

在生物质衍生的化学品中，左旋戊烯酸酯因其作为溶剂、燃料添加剂和增塑剂的重要用途而备受关注。n-己基左旋戊烯酸（HL）是一种有前景的燃料添加剂，通过使用新型介孔沸石H-BEA作为固体酸催化剂，与正己醇进行催化酯化反应制备得到。该沸石催化剂经过四丁基溴化铵（TBAB）改性后得到MBT催化剂，同时另一种催化剂还添加了TBAB表面活性剂和酵母，称为MBTY催化剂。通过XRD、FT-IR、固态NMR（²⁷Al、²⁹Si、¹H）、SEM、TGA-DTG以及NH₃-TPD和N₂吸附等热分析方法对介孔沸石进行了表征。通过调整多种反应参数（如酸与正己醇的摩尔比、催化剂浓度和反应时间）进行了优化研究。实验结果表明，在最佳条件下，MBTY催化剂实现了99.44%的左旋戊烯酸转化率和94%的产率。此外，采用伪均相模型描述了左旋戊烯酸酯化反应在原始催化剂和改性催化剂上的动力学行为。研究发现，MBTY催化剂的活化能最低（38.6 kJ/mol），优于其他研究的催化剂。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。