大豆油环氧化类非均相催化实验分析

　　在塑料制品加工产业中，由于环氧类大豆油是一种具有环保和无毒特性的增塑剂产品，因此日益引起整个产业及增塑剂产品制造企业的高度重视与关注。 当前生产环氧化类植物油工业处理与反应的方法：将植物油双键分子同过氧有机酸反应生成环氧类的化合物。 其中过氧酸通常是由有机酸在催化剂的催化作用之下，同氧化剂发生反应得到的，而环氧化类反应依照制备过氧酸时采用的不同方法，可以分成预先制与原位制等两种过氧酸制备法。 而国内外专家近些年来研究出来的各类以大豆油为原料的环氧化类反应中，所采用的催化剂通常有：交换离子树脂、钛金属及磷钨过氧酸等类型，这当中磷钨过氧酸的催化方法由于具有较高的活性、较好的选择性、简易的制备方法及生产成本费用较低等优点，受到专家们的关注和重视。 利用磷钨过氧酸用为催化剂可以分成有均相与非均相两类催化方式。 本文简要介绍了以大豆油为原料的环氧化类非均相催化实验的操作方法，深入分析了环氧化类非均相催化实验的结果和相关情况，并在此基础上研究提出了环氧化类非均相催化的实验结论，希望对于环氧化类非均相催化方法生产应用的研究和实践工作能够有所借鉴。

　　1 实验操作方法

　　1.1 实验材料与仪器的准备内容

　　首先，主要实验用的材料和试剂主要包括：金龙鱼大豆油、化工用的分析纯型乙醚试剂及化工用的分析纯型乙酸乙酯试剂等。

　　其次，实验用到的主要设备与仪器主要有：真空型的干燥箱、恒温槽、核磁超导共振仪、离心机、超声型清洗器及蒸发旋转仪等等。

　　1.2 实验的前期测试与分析

　　分别将原油及环氧化类反应处理过的大豆油，以 CDCl3 作为溶剂，用核磁超导共振仪实施波谱共振的测试试验，以便对以大豆油作为原料进行环氧化类反应的实际状况做出定性与定量两方面的计算与分析。 通过波谱可以分别得到各个脂肪酸链双键的具体数量的平均值及各个链条中环氧键的具体数量的平均值，同时在此基础上对大豆油当中转化为双键的占比及转化为环氧键的占比进行计算。同时将反应得到的少量大豆油放到 CDCl3 中溶解，进行相关分析，作为对大豆油当中转化为双键的占比及转化为环氧键占比的计算方法。 在此基础上就能够对以大豆油作为原料进行环氧化类反应的实际状况作出判断。

　　1.3 基于大豆油的非均相型环氧化类试验的步骤

　　将磷钨过氧酸当作催化反应的试剂，将 30%尝试的双氧水当作氧化试剂，利用超声与机械两种搅拌方式进行协同式搅拌操作，采取无溶剂方式实施基于大豆油的非均相型环氧化类试验。 实验的具体过程为：一是将 0.3 克的催化试剂和 0.96 克的大豆油等实验材料，放置于有机械式搅拌功能的三口型烧瓶里面。 二是利用超声将水温度升至 40 度，以注射器的方式将 0.9毫升的 0%双氧水进行滴加，同时每隔十分钟的时间加进 0.l 毫升的量。 三是将少许的蒸馏水加入到容器中使反应停止，随后加进 25 毫升的乙酸乙酷试剂对有机相进行萃取， 完成后利用无水的硫酸镁进行干燥，时间为一晚上。 四是通过减压和蒸馏的方式将油中的乙酸乙酷试剂去掉，这样就能够获得淡黄色的环氧类大豆油样品。

　　1.4 对催化剂进行再生的实验方法

　　具体的实验方法分为四个步骤： 一是将失去活性的 0.5 克催化剂加至新近配好的 12 毫升磷钨过氧酸的水溶液当中，在室温条件下进行两个小时的磁力式搅拌操作。 二是把适量的辛基三正甲基型氯化氨放到 CH2CL2 当中进行搅拌促进其溶解，随后加入至正在剧烈地进行搅拌操作的磷钨过氧酸水溶液里面，反应时间为两个小时。 三是等反应完善以后，进行离心处理，并把沉淀物分别通过蒸馏水、CH2CL2 及乙酸乙酯试剂等进行多次离心式洗涤。 四是在 50 度的条件下进行十二小时的干燥处理，并进行低温密闭式的保存。

　　2 实验结果分析

　　2.1 实验搅拌操作方式影响环氧化类反应的情况

　　当超声波对液体进行作用的时候，实验液体里面气泡的产生、膨胀、激荡及破灭的过程会出现的冲击波能量非常大，同在瞬间达到数百摄氏度的温度或数千倍的大气压值的效果一样，这一现象就是常说到的所谓空化类作用。 在发生空化类作用的时候，能够使液体的双氧水、大豆油同固体的实验催化剂相互间接触面扩大，同时使固体类催化剂由于超声波的清洁降低自身失活的速度，从而有利于环氧化类反应。

　　2.2 实验中反应的时间影响环氧化类反应的情况

　　实验证明，基于大豆油的非均相型环氧化类试验方法中反应所用的时间，能够影响到大豆油当中转化为双键的占比及转化为环氧键的占比。 在超声环境、反应的温度是 40 度、催化剂同大豆油的质量之间的比值是 5:26、同时双氧水同大豆油中双键间的摩尔数之比是 3:1、 而反应的时间在 O 至 200 分钟之间的反应条件之下，如果延长反应的具体时间，那么大豆油当中转化为双键的占比就会先增后降，当大约 160 分钟的时候为最大值；再将实验反应的具体时间继续进行延长，则大豆油当中转化为双键的占比就会降低。
　　
　　2.3 实验中加入双氧水的方法影响环氧化类反应的情况

　　实验证明，基于大豆油的非均相型环氧化类试验方法中加入双氧水的方法，能够影响到大豆油当中转化为双键的占比及转化为环氧键的占比。 在超声环境、反应的温度是 40 度、催化剂同大豆油的质量之间的比值是 5:26、同时双氧水同大豆油中双键间的摩尔数之比是 3:1、 而反应的时间在 O 至 200 分钟之间的反应条件之下，以分批的方式加入双氧水，能够提升催化剂的实际效能，从而有利于非均相型环氧化类反应。

　　3 结语

　　综上所述，基于大豆油的非均相型环氧化类试验方法具有较高的活性、较好的选择性、简易的制备方法及生产成本费用较低等诸多优点，既有可行性，又有广阔的应用前景。 而在实验的过程中，一是要把握好实验的条件，即：超声环境，反应的温度是 40 度，催化剂同大豆油的质量之间的比值是 5:26,同时双氧水同大豆油中双键间的摩尔数之比是 3:1, 而反应的时间在O 至 200 分钟之间。 二是关注实验操作当中，搅拌操作方式、实际反应的时间、加入双氧水的方法等方面步骤对环氧化类反应的影响情况，以便更好地促进基于大豆油的非均相型环氧化类反应的顺利进行。 因此，研究人员和相关企业应当高度重视基于大豆油的非均相型环氧化类生产方法的应用与研究工作，不断地总结经验，持续改进和推广有效的措施和办法，推动大豆油类资源的回收和利用工作。

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