稀土固体超强酸Gd3＋-SO24－／ZrO2催化合成乙酸正丁酯

胡春燕，李双全

（1.江西农业大学理学院，江西南昌 330045；2.华东理工大学研究生院，上海 200237）

乙酸正丁酯是一种具有水果香味的无色透明且可燃的液态酯类，可作为食用香料及清漆、人造革、塑料等化工产品的溶剂［1－2］。目前，在工业生产中，通常以浓硫酸作为催化剂，由乙酸和正丁酯直接合成乙酸正丁酯。该方法主要缺陷是：反应时间长，腐蚀设备，副产品多，后处理繁琐，产率低，污染环境等［3－4］。

国内外学者一直在研发新的催化剂来取代浓硫酸，但目前大多数仅限于试验室研究。近年来，已发现杂多酸、无机盐、氨基磺酸、固体超强酸等均可作为酯化反应的催化剂。

试验研究了以固体超强酸SO24－／ZrO2负载稀土元素Gd制备系列稀土固体超强酸Gd3＋-SO24－／ZrO2并催化合成乙酸正丁酯，确定了制备条件，并以筛选出的催化剂合成乙酸正丁酯，考察不同反应条件对酯化反应的影响。

1 试验部分

1.1 试剂和仪器

试剂：冰乙酸，正丁醇，氢氧化钠，氧氯化锆，氨水，Gd2（SO4）3，浓硫酸，NaHCO3，NaCl，无水硫酸镁，硝酸银，酚酞，均为分析纯。

仪器：分子筛，马弗炉，干燥箱，油浴锅，磁力搅拌器，碱式滴定管，阿贝折光仪。

1.2 试验方法

1.2.1 稀土固体超强酸Gd3＋-SO2－4／ZrO2催化剂的制备

称取20g ZrOCl2·8H2O溶于150mL蒸馏水中，滴加1∶1（体积比）氨水至pH＝10，在一定温度下静置陈化24h得到Zr（OH）4沉淀，抽滤，水洗至用AgNO3溶液检测无Cl－为止。抽干滤饼，在110℃下烘20h后研磨过100目筛，将所得固体浸泡在饱和Gd2（SO4）3和1.1mol／L H2SO4混合液中，搅拌60min后再浸泡3h，抽滤。滤饼在110℃下烘10h后研磨至100目下，置于马福炉中焙烧3h，得稀土固体超强酸催化剂Gd3＋－SO2－4／ZrO2（GSZ）。

1.2.2 乙酸正丁……