固体酸催化剂，在多元醇酯化中的应用
固体酸催化剂，在多元醇酯化中的应用
多元醇酯化反应是化工领域的重要反应之一，广泛应用于树脂、润滑油、制药等行业。传统的酯化反应通常使用浓硫酸等均相催化剂，但存在副反应多、产品纯度低等问题。近年来，固体酸催化剂因其绿色、可重复使用等优点，在多元醇酯化反应中展现出巨大潜力。本文将介绍几种适用于多元醇酯化的固体酸催化剂及其应用。
多元醇是分子中含有两个或两个以上的羟基的醇类，常见的多元醇包括：季戊四醇、乙二醇(EG)、甘油（丙三醇）、三羟甲基乙烷、木糖醇、山梨醇等。多元醇的酯化主要应用于树脂、润滑油、制药等行业，可用于生产醇酸树脂、清漆、胶黏剂、增塑剂、表面活性剂等产品。直接酯化依然是制备这类多元醇酯的主要合成途径，简便而且具有较高的原子经济性。最常用的催化剂是活性高、成本低的浓硫酸，其次是对甲苯磺酸、磷酸等其他强酸，高温酯化也易造成氧化、磺化、脱水等副反应，使得产品色泽过深，纯度不理想。
非均相催化剂可以实现多元醇酯的绿色制备，以实现产品与反应物分离简单、催化剂可重复使用、不腐蚀反应器等目标。
硫酸化复合材料
硫酸化超强酸因其具有在较低温度下活化共价的C-C和C-H键的能力一直受到广泛关注。实验结果表明，硫酸化复合固体超强酸可作为固体酸催化剂，应用在脂肪酸和季戊四醇酯化反应中，反应温度为120℃~180℃，同时添加携水剂或除水工艺，两小时内可达成90%以上的酯化率。固体酸通过过滤方式与粗酯分离，可实现多次套用。
钨酸氧化硅
钨酸二氧化硅往往具有独特的酸性，WOx的结构性与分散性使钨酸固体酸催化剂在反应体系中Lewis和Brønsted酸位点共存的现象。在Phillips Tri-olefin反歧化制丙烯反应中，钨酸氧化硅是成功的固体酸催化剂。它也可以作为一种制备聚酯多元醇产品的催化剂：第一阶段反应通常在惰性气氛（例如氮气）中进行，固定床反应器温度在200℃及以上，蒸馏快速除去蒸馏水。一旦达成高于90%的转化率，第二阶段用惰性气体气提、真空等方式将水进一步从反应体系中除去，以实现转化率继续提升。
树脂类固体酸催化剂
树脂类固体酸适用于低于150℃的反应条件，可配合除水工艺或在无溶剂真空条件下，用于各类酯化反应。研究表明，甘油、季戊四醇和脂肪酸在无溶剂真空条件下，以树脂为固体酸催化剂，通过顺序添加反应物的方式，一锅法成功合成聚酯材料，反应收率高达95%。