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Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.11, No.7, 743-748, November, 2000
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폴리아닐린에 고정화된 헤테로폴리산 촉매에 의한 1,4-부탄디올의 불균일 액상 락톤화 반응
Heterogeneous Liquid-phase Lactonization of 1.4-Butanediol by Heteropolyacid catalyst Immobilized on Polyaniline
임성수, 박교익, 최준선, 송인규1, 이화영†
  • 서울대학교 공과대학 응용화학부, 서울 151-742
  • 1강릉대학교 공과대학 공업화학과, 강원 210-702
Seong Soo Lim, Gyo Ik Park, Jun Seon Choi, In Kyu Song1, and Wha Young Lee†
  • Division of Chemical Engineering, Seoul Natioanal University, Seoul 151-742, Korea
  • 1Department of Industrial Chemistry, Kangnung National University, Kangwondo 210-702, Korea
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초록
본 연구에서는 12-몰리브도인산(PMo) 존재하에서 아닐린을 중합하는 1단계 방법 또는 이미 만들어진 폴리아닐린(PANI) 표면에 PMo를 도핑하는 2단계 방법에 의해 PMo가 도핑된 PANI 촉매(PMo-PANI로 약함)를 제조하였으며, 이들 촉매를 불균일 촉매로 사용하여 액상으로 진행되는 1,4-부탄디올의 락톤화반응에 적용하였다. PMo는 매우 고른 입자 형태로 PANI에 잘 도핑 되었을 뿐만 아니라 매우 고르게 분산되어 있는 것으로 나타났으며, PANI의 열적 안정성은 PMo를 도핑함으로써 더욱 증가하는 것으로 나타났다. 또한 PMo는 1단계 방법보다는 2단계 방법에 의해 PANI 상에 더욱 잘 도핑되는 것으로 나타났다. 1단계 및 2단계 방법으로 제조된 모든 PMo-PANI 촉매는 비담지 PMo 촉매보다 1,4-부탄디올의 락톤화반응에서 우수한 반응성을 보였다. 더욱이 2단계 방법에 의해 제조된 촉매의 반응성은 1단계 방법에 의해 제조된 촉매의 반응성보다 더욱 우수하였는데, 이는 2단계 방법으로 제조된 촉매의 경우 반응에 유효한 PANI 표면에 도핑된 PMo의 함량이 크기 때문인 것으로 여겨진다. PMo-PANI 촉매의 특성 및 반응성은 도핑 용매 및 PANI 재료의 종류에 크게 영향을 받았다. 이처럼 고활성의 PMo-PANI 촉매를 사용함으로써 또한 촉매회수의 용이성으로 인해 에너지 절약적인 1,4-부탄디올의 락톤화공정을 기대할 수 있다.
In this work, H3PMo12O40(PMo)-doped polyaniline (PANI) catalysts (devoted as PMo-PANI) were prepared by polymerizing aniline in the presence of PMo (one-step process) of by doping PMo onto ready-made PANI (two-step process). They were then applied as the heterogeneous catalysts to the liquid-phase lactonization of 1,4-butanediol. It was observed that PMo was well doped and highly dispersed onto the PANI as fine particles. The thermal stability of PANI was substantially enhanced by the doping with PMo. The PMo catalyst was efficiently doped onto PANI by the two-step process rather than by the one-step process. All the PMo-PANI catalysts prepared by one-step or two-step process showed higher reactivities in the lactonization of 1,4-butanediol than the unsupported PMo catalyst. Moreover, PMo-PANI catalysts obtained by two-step process were more reactive than those obtained by one-step process. This is because the former catalysts retained significant amount of PMo on the PANI surface enhancing effectiveness of the reaction The characteristics and reactivities of PMo-PANI catalysts were strongly affected by the types of doping solvent and PANI. Thus, by utilizing these highly reactive PMo-PANI catalysts in the lactonization process of 1,4-butanediolan, one can expect energy-savings as well as the easiness of catalyst recovery.
Keywords:Heteropolyacid;Polyaniline;Doping;1,4-butanediol;γ-butyrolactone
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