实验三酸值测定

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1、实验题目：Al-MCM-41介孔分子筛制备及催化合成乙酸正丁酯（学时数16）实验目的1、掌握水热法合成介孔分子筛的方法。2、掌握Al-MCM-41介孔分子筛的合成原理。3、掌握乙酸正丁酯的合成方法 4、掌握分子筛催化作用原理实验原理目前合成介孔分子筛主要采用水热合成法。用表面活性剂做模板剂，并与酸或碱水配成溶液，加入反应物前体，表面活性剂在溶液中形成胶束，胶束再排列形成胶棒，胶棒进而堆积成液晶相，同时硅酸或硅酸铝也围绕在棒状结构周围，高温或常温下反应，形成沉淀，经晶化、洗涤、过滤后，煅烧或化学方法除去有机物得到介孔分子筛。水热合成的一般过程：生成比较柔顺、松散的表面活性剂和无机物种的复合产物；

2、水热处理提高无机物种的缩聚程度，提高复合产物结构的稳定性；焙烧或溶剂抽提除掉复合产物中的表面活性剂后得到类似液晶结构的无机多孔骨架，即介孔分子筛。Al-MCM-41介孔分子筛作为固体酸催化剂，具有酸催化反应的特点，同时分子筛具有脱水的性能，吸附反应过程中产生的水，提高转化率。仪器与药品仪器：恒温水浴锅、三口烧瓶（250 mL）、温度计、电动搅拌装置、电子天平、量筒（50 mL）、圆底烧瓶、温度计及套管、冷凝管、分液漏斗、蒸馏头、接引管、减压抽滤装置、干燥箱、马弗炉、坩埚等。药品：正硅酸乙酯（TEOS）、乙二胺、铝酸钠、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、冰醋酸、正丁醇、分子筛催化剂、10%碳酸钠

3、、无水硫酸镁、蒸馏水。 实验内容1、Al-MCM-41介孔分子筛得制备采用十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，正硅酸乙酯为硅源，一定的反应时间内形成沉淀，再高温煅烧除去模板剂，即得白色粉末状Al-MCM-41介孔分子筛晶。（1）称量2.2 g十六烷基三甲基溴化铵和0.1 g铝酸钠加入三口烧瓶。（2）加入110 mL水，使十六烷基三甲基溴化铵和铝酸钠完全溶解，再加12 mL乙二胺和11.2 mL正硅酸乙酯。（3）快速搅拌，温度控制在40 ，反应4 h，反应结束后，冷却到室温，过滤洗涤至pH=7。（4）将产品于100 干燥1 h，再放入马弗炉中于540 煅烧6 h，即得产品。2、Al-MCM-41介孔分

4、子筛催化合成乙酸正丁酯（1）合成粗产物在干燥的三口烧瓶中加入23 mL正丁醇和14.4 mL冰醋酸，混合均匀。加入1.8 g分子筛催化剂，充分振摇，加热回流下反应6 h。反应开始后，每隔1 h时间间隔从三口烧瓶中取样，然后测出酸值。（2）滤出催化剂 减压过滤，将催化剂滤出，洗涤、干燥、焙烧，备用（3）洗涤滤液 待反应混合物冷却后，倒入分液漏斗中，用10 mL水洗两次，静止分层，分去水层。再用10 mL 10%Na2CO3溶液洗涤，缓慢振荡分液漏斗数次，并随时放出CO2气体。当振荡至无CO2产生时，静止分去下层水层后，产品再用30 mL水洗涤有机层，分去水层。最后将有机层倒入一个干燥的100 m

5、L锥形瓶中，加入无水可硫酸镁干燥。（4）蒸馏纯制产品 将干燥后的乙酸正丁酯放入烧瓶中，常压蒸馏，收集沸点(120126)的馏分于一个已称重的干燥三角瓶中。（5）称出产品质量，计算产率。结果讨论1、查阅文献和有关资料，说明用什么方法对Al-MCM-41介孔分子筛进行表征观察晶相与晶貌。 2、请同学论述一下Al-MCM-41介孔分子筛的主要性质和用途。3、本实验用Al-MCM-41为催化剂催化合成乙酸正丁酯。考察酸醇比、催化剂用量、反应时间等因素对酯化反应的影响。（1）酸醇比的确定取冰乙酸14.4 mL，正丁醇的加入量改变，即n冰乙酸:n正丁醇= 1:08、1:1、1:1.2、1:1.5进行酯化反

6、应，反应时间为5 h，每隔1 h测其酯化率。 （2）催化剂用量的确定固定酸醇比为1:1，取催化剂质量分数为1% 、3% 、5% 、7%进行酯化反应，反应时间为5 h，每隔1 h测其酯化率。（3）反应时间的确定固定酸醇比为1:1，催化剂用量为1.8 g，进行酯化反应，每间隔1 h测其酯化率，观察其变化，确定最终反应时间。3、Al-MCM-41介孔分子筛的表征（1）Al-MCM-41（干燥后，未焙烧的样品）的热重分析热重分析技术可以测量样品质量随温度的变化情况，一般能够反映样品在加热的过程中，失水情况、分子筛有机模板剂的脱除情况和介孔分子筛的热稳定性。实验采用美国PE公司Diamond TG/DT

7、A型差热/热重综合分析仪记录样品的热失重和差热曲线，升温速率15 /min，氮气流为载气，Al2O3作参比，在0 900 温度范围内测定样品的TG/DTG曲线。（2）Al-MCM-41的X-射线衍射(XRD)分析X-射线衍射(XRD)方法可以对分子筛晶体进行物相分析，是测定分子筛结构及其他性质最有效的工具。实验采用D/max-C型X-射线衍射仪测定分子筛的晶体结构。实验操作条件为Cu K靶、40 kV、100 mA，记录分子筛0 10之间的小角度XRD谱图，通过查阅文献判断峰的归属，从而对晶体结构进行分析。（3）Al-MCM-41的红外光谱分析通过红外光谱分析可以分子筛的骨架结构。文献报道1，

8、9，纯硅MCM-41分子筛骨架Si-O-Si键的反对称和对称伸缩振动峰分别出现在1123 cm-1和814 cm-1处。由图可见，掺杂Al离子后，T-O-T(T为Si或Al)键的反对称伸缩振动和对称伸缩振动则分别出现在1078 cm-1和801 cm-1处，与文献报道的纯硅MCM-41的IR谱图相比，此峰更尖更强，且向低波数移动，这可能是由于Si被Al取代后，Al-O键比Si-O键长的缘故，这说明Al原子已进入分子筛的骨架中。在463 cm-1出现的吸收峰为Si-O键的弯曲振动引起的。另外，在特征吸收区3435 cm-1附近出现的较宽的吸收峰是各种表面S-OH的振动吸收峰。实验三 酸值测定一.

9、 实验目的1. 进一步熟练滴定操作。2. 掌握有机产品酸值的测定方法。二. 实验原理酸值测定是通过酸碱中和反应进行的。通常有机物可能不溶于水，样品要用醇等溶解，碱也要配制成醇溶液，有机溶剂还有利于抑制生成的脂肪酸盐的水解。酸值是中和1g样品中的酸所需KOH毫克数。式中：N碱的浓度（mol/l） V耗用碱的体积(ml) W取样重量（g）三. 主要仪器和药品50ml碱式滴定管，称量瓶，50ml锥形瓶，0.1%的酚酞，标准KOH乙醇溶液，邻苯二甲酸氢钾。四. 实验操作分别用锥形瓶在分析天平上准确称取0.03g左右（2-3滴）样品两份，加入10ml中性乙醇溶解（若样品不溶解，加热使样品溶解），然后，加

10、入23滴酚酞，用KOH标准溶液（约0.05mol/L）滴至粉红色出现，30秒不褪色为止。记录实验数据，计算样品酸值。如果数据相差超过2%，应重新滴定。五.酯化率计算Feclay as effective heterogeneous Fenton catalyst for the decolorization of Reactive Blue 4 Original Research ArticleChemical Engineering Journal, Volume 171, Issue 3, 15 July 2011, Pages 912-918H. Hassan, B.H. HameedP

11、hotoassisted hetero-Fenton mineralisation of azo dyes by Fe(II)-Al2O3 catalyst Original Research ArticleChemical Engineering Journal, Volume 153, Issues 13, 1 November 2009, Pages 9-15B. Muthukumari, K. Selvam, I. Muthuvel, M. SwaminathanA new insight into Fenton and Fenton-like processes for water

12、treatment: Part II. Influence of organic compounds on Fe(III)/Fe(II) interconversion and the course of reactions Original Research ArticleJournal of Hazardous Materials, Volumes 250251, 15 April 2013, Pages 76-81Chengchun Jiang, Zhen Gao, Hangling Qu, Jinwei Li, Xiaoxiong Wang, Ping Li, Hong LiuMeso

13、porous silica iron-doped as stable and efficient heterogeneous catalyst for the degradation of C.I. Acid Orange 7 using sonophoto-Fenton process Original Research ArticleSeparation and Purification Technology, Volume 80, Issue 1, 12 July 2011, Pages 163-171Xin Zhong, Sebastien Royer, Hui Zhang, Qian

14、qian Huang, Luojing Xiang, Sabine Valange, Joel BarraultSynthesis of -Fe2O3/TiO2 nanotube arrays for photoelectro-Fenton degradation of phenol Original Research ArticleChemical Engineering Journal, Volume 191, 15 May 2012, Pages 356-363Yanqing Cong, Zhe Li, Yi Zhang, Qi Wang, Qian XuAdsorption study

15、 of anionic reactive dye from aqueous solution to MgFeCO3 layered double hydroxide (LDH) Original Research ArticleApplied Surface Science, Volume 259, 15 October 2012, Pages 650-656I.M. Ahmed, M.S. GasserEffective removal of pyrophosphate by CaFeLDH and its mechanism Original Research ArticleChemica

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19、Zhao, Hansheng Li, Chongbo Sun, Xuefei Li, HongyuWuAdsorption of perchlorate from aqueous solution by the calcination product of Mg/(AlFe) hydrotalcite-like compounds Original Research ArticleJournal of Hazardous Materials, Volumes 209210, 30 March 2012, Pages 318-325Yiqiong Yang, Naiyun Gao, Wenhai

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21、pared from hydrotalcite as precursors: Catalytic behavior in ethylbenzene dehydrogenation Original Research ArticleApplied Catalysis A: General, Volume 288, Issues 12, 15 July 2005, Pages 220-231Yoshihiko Ohishi, Tomonori Kawabata, Tetsuya Shishido, Ken Takaki, Qinghong Zhang, Ye Wang, Kiyoshi Nomur

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