铌酸催化合成丙烯酸正丁酯

以铌酸为催化剂,丙烯酸和正丁醇为原料,合成了丙烯酸正丁酯。结果表明,最佳酯化反应条件为:时间4 h,温度160℃,正丁醇/丙烯酸(摩尔比)2,催化剂用量(占原料总质量)5%。在此条件下,丙烯酸转化率达到最大值58.7%。铌酸重复使用4次后仍具有较好的稳定性。

固体铌酸催化下甲苯的硝化

在不同焙烧温度下制备了一系列固体铌酸催化剂。测定了固体铌酸催化剂的比表面积、表面酸强度及表面酸量。研究了催化剂焙烧温度、硝化反应时间、硝化反应温度、有无醋酐存在、硝酸浓度、催化剂的重复使用等因素对甲苯硝化反应影响。实验结果表明,当反应温度为40℃,反应时间为60 min时,以CCl4为溶剂,以质量分数为95%的硝酸为硝化剂,在醋酐存在条件下,以经300℃焙烧3 h后的铌酸作为催化剂,甲苯硝化产物中异构体的邻对比达1.26,较硝硫混酸的1.67显著降低,产物得率达99.3%。且该催化剂循环使用5次,催化活性基本不变,是一种极具应用前景的绿色硝化反应催化剂。

铌酸催化合成环戊醇

以铌酸为主催化剂、三(3,6-二氧杂庚基)胺(TDA-1)为助催化剂,以环戊烯和水为原料,通过水合加成反应合成了环戊醇;考察了原料配比、反应温度、反应时间、催化剂用量、助催化剂种类等因素对环戊醇收率的影响;并用红外光谱表征了产物的结构。实验结果表明,与三乙胺、四丁基溴化铵和四丁基硫酸氢铵相比,TDA-1的助催化效果最好;铌酸的催化活性明显高于DNW-1阳离子交换树脂、固体酸、沸石和硫酸。该反应的最佳工艺条件为:环戊烯用量1.0mol,n(水)∶n(环戊烯)=4.0,铌酸用量4.0g,TDA-1用量0.8g,反应温度120℃,反应压力1.2MPa,反应时间4.0h。在此条件下,环戊醇的收率为68.1%,产品纯度为99.1%。

铌酸及其改性催化剂上甲苯的区域选择性硝化

研究了铌酸催化剂上甲苯硝化反应的区域选择性。结果表明,当反应温度为40℃,反应时间为60 min时,以CCl4为溶剂,以质量分数为95%的硝酸为硝化剂,在醋酐存在条件下,经300℃焙烧3 h后的铌酸催化剂,对甲苯硝化表现出了强的区域选择性;催化剂用量为0.8 g,甲苯硝化产物邻对位摩尔比达1.20,较硝硫混酸的1.67显著降低,产物得率达99.7%。且该催化剂循环使用5次,催化活性变化很小。制备了4种改性铌酸催化剂,结果分析表明,改性铌酸催化剂对甲苯硝化均表现出了比铌酸催化剂强的区域选择性,分别以硫酸铈改性的固体铌酸、硫酸铈和磷酸改性的铌酸、硝酸改性的铌酸、硝酸和磷酸改性的铌酸为催化剂,甲苯硝化产物的邻对位摩尔比可分别达1.15,1.11,1.09,1.04。

铌酸催化合成邻苯二甲酸二正辛酯

介绍了用铌酸催化合成邻苯二甲酸二正辛酯(DnOP),探讨了多种因素对反应结果的影响,实验表明:醇酐的摩尔比为2.4∶1,催化剂用量为5gmol,回流时间为2h,酯化率可达99.4%。铌酸作为该反应的催化剂有催化活性高、寿命长、可以多次重复使用、产品色泽好等特点。

铌酸的催化应用

铌酸和含铌化合物独特酸性和热稳定性,广泛的应用催化领域中。铌酸可直接作为固体催化剂,应用于水解、酯化、缩合、烷基化等反应中;铌酸也作为载体负载金属,应用于F-T合成、氧化反应和加氢等反应中;含铌化合物也可作为负载型催化剂,负载到不同类型的载体上;含铌化合物也作为助剂或光催化剂,广泛地应用于催化多种化学反应。铌类催化剂具有催化活性高、选择性好和使用寿命长等优点。研究开发新型铌类催化剂具有良好的应用前景。

铌酸催化合成马来酸二辛酯的研究

研究了用新型催化剂铌酸催化合成马来酸二辛酯的工艺。反应优惠条件为 :醇∶酐 (m/m) =3 0∶1 ,铌酸用量为 8g/mol酐 ,回流反应时间 2h。在优惠条件下 ,转化率可达99 6% ,收率为 86 4 %。该催化剂预处理方法简单 ,易回收 ,可循环使用 ,且不污染环境。

B_2O_3/SiO_2-钛铌酸催化剂上环己酮肟气相Beckmann重排

以氨丙基三乙氧基硅烷(APS)为硅源,采用分步离子交换法制备了SiO2柱层状钛铌酸(SiO2-HTiNbO5);以SiO2-HTiNbO5为载体,用浸渍法制备了B2O3/SiO2-HTiNbO5催化剂,并用X射衍射光谱和傅里叶变换红外光谱对催化剂结构进行了表征;考察了催化剂在环己酮肟气相Beckmann重排生成己内酰胺反应中的性能。实验结果表明,当B2O3负载量(质量分数)小于2.00%时,B2O3高度分散于SiO2-HTiNbO5的表面,主要以BO4结构形式存在;当B2O3负载量大于7.32%时,B2O3呈现非晶态,BO3结构形式在数量上占优势;当B2O3负载量为7.32%时,BO4和BO3在数量上相当。B2O3/SiO2-HTiNbO5催化剂的活性和选择性明显地优于SiO2-HTiNbO5,当B2O3负载量为7.32%时,环己酮肟转化率维持在97.0%以上的时间达400min以上,己内酰胺选择性大于98.0%。在环己酮肟重排生成己内酰胺的过程中,BO3和BO4两种结构形式的硼氧物种具有协同促进作用。

在铌酸催化剂上气相酯化反应的研究

氧化铌在含水体系中表现出强酸性,因而得到越来越多的应用。有机羧酸酯是一类重要的化工产品,一般用硫酸等作催化剂,但存在腐蚀设备等问题。我们采用铌酸催化剂进行乙醇和6种羧酸的常压气相酯化反应。实验表明,不仅乙醇转化性高,而且酯的选择率高达100％,同时,也克服了上述液体酸催化剂的缺点,有希望成为酯化反应的有效催化剂。

铌酸在催化反应中的应用

介绍了铌酸(Nb2O·5nH2O)的性质及其在酯化、水合、脱水等反应中的应用。结果表明,无论是作为固体酸催化剂还是作为载体,铌酸都表现出较高的催化活性和稳定性,具有良好的应用前景。