二氧化硫低温等离子法改性粉煤灰固体酸催化剂及其催化木糖制糠醛性能

采用绿色、高效的方法实现活性基团与载体的连接是非均相催化剂构建的关键。通过二氧化硫(SO_(2))低温等离子技术在工业粉煤灰(CFA)表面进行含硫官能团的接枝改性,制备了固体酸催化剂CFA-HSO_(3),并将其用于木糖降解制糠醛。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、全自动比表面积(BET)及孔径分析仪、有机元素分析仪(OEA)、X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对样品进行了表征,并通过优化反应条件提高了催化反应中糠醛的产率。结果表明,SO_(2)低温等离子改性后,样品表面成功接枝了含硫官能团,该方法还缩短了催化剂的制备时间。在水和4-甲基-2-戊酮(MIBK)体积比为1:3的双相溶剂体系中,加入0.6 g木糖、0.2 g NH_(4)Cl和0.3 g催化剂,于190℃下反应20 min,糠醛的产率可以达到89.6%,相较于纯水体系提高了47.9%。此外,CFA-HSO_(3)还具有良好的催化稳定性和可回收使用性。采用的绿色高效的催化剂改性方式为糠醛的制备提供了一种新路径。

聚乙烯聚吡咯烷酮负载Bronsted酸性离子液体固体酸催化剂的制备与应用

传统无机酸催化剂存在对设备腐蚀严重、环境危害、催化剂可重复使用性困难等问题,亟需开发催化活性高、可循环性能好的绿色固体酸催化剂。本文将离子液体通过共价键接枝负载于聚乙烯聚吡咯烷酮载体表面,并进一步通过硫酸酸化制备了一种新型的负载型Bronsted酸性离子液体固体酸催化剂([PVPP-PS]HSO4)。研究表明,离子液体和磺酸根被成功地接枝到聚乙烯聚吡咯烷酮载体表面,为酯化反应提供了丰富的催化活性位点,催化剂的热稳定性和结构稳定性得到了进一步提高。[PVPP-PS]HSO4催化剂用于催化酯化反应合成乙酸乙酯,乙酸乙酯的收率可达到83%,并且催化剂在循环使用6次后乙酸乙酯收率仍能保持在80%以上,是一种高效、环保、可重复使用的新型固体酸催化剂。

糠醛MPV还原制糠醇中固体酸碱催化剂的研究进展

介绍了固体酸碱催化剂在糠醛Meerwein-Ponndorf-Verley(MPV)还原制糠醇中的研究进展。糠醛作为高度商品化的生物基平台化合物,其可通过加氢还原为更具有经济价值的化学品。MPV还原因其条件温和、安全和环保而受到生物炼制领域青睐。介绍MPV典型反应及六元环过渡态的形成过程;对不同固体酸碱催化剂在糠醛MPV还原制糠醇中的研究进展进行总结,其中锆/铪基催化剂具有优异的MPV还原性能被广泛研究;针对固体酸碱催化剂在该领域进行总结,并指出存在的主要问题和解决方法,同时对该领域未来的发展进行展望。

试论新型固体碱催化剂在有机合成中的应用

固体碱催化剂在有机合成中的应用历史悠久,是一种成熟而有效的生产工艺,其工艺应用场景广阔。为充分满足有机合成生产要求,将介绍一种新型固体碱催化剂。在了解其制备工艺的基础上,详细说明该催化剂在有机合成中的应用方案与效果。根据试验研究的内容,整个试验过程展现出了良好的催化效果,且该催化剂具有可重复使用的特点,满足工业化生产要求。

碳基固体酸催化剂的制备及其催化合成生物柴油的性能研究

采用磷酸浸渍后进行炭化-磺化法,研究得到了以竹粉为代表的活性炭原料,优化合成碳基固体酸的方法。实验结果表明,以竹炭基固体酸为催化剂,在350℃,炭化时间2 h,磺化温度1 059℃,磺化时间4 h的情况下,所制备的催化剂性能最好。而该催化剂用量为10.1%(质量分数),醇酸物质的量比为10,酯化温度为65.5℃,酯化时间为2 h的酯化效率最高,可达98.2%。研究以竹粉为原料,利用生物质制备固态酸催化剂,其在生物柴油的合成中更有前景和竞争力。

钙基固体碱催化剂用于花生油酯交换制备生物柴油

将钙基固体碱催化剂CaO和CaO／MgO用于催化花生油与甲醇酯交换制备生物柴油，考察了催化剂的制备条件，优化了CaO和CaO／MgO催化花生油酯交换反应工艺。研究表明，利用廉价碳酸钙作为原料，在800～900℃下N2气氛中煅烧制备的CaO具有比较好的催化活性；而CaOJMgO催化剂比较适宜的制备条件是用22．6％的Ca（Ac）2溶液浸渍MgO载体1次，在600℃下煅烧。CaO／MgO在空气中存放易失去活性，需在800—900℃下N：气氛活化。CaO和CaO／MgO催化剂均可使花生油与甲醇的酯交换反应在醇油摩尔比12：1、催化剂用量2％、反应温度65℃、反应时间2h的条件下获得80％以上的酯交换转化率。与CaO相比，CaO／MgO催化剂具有较高的抗水性和抗酸性，以及较好的重复使用性。

固体碱催化剂制备生物柴油的研究

以CH3COONa为活性组分,Al2O3载体,采用浸渍法制备Na2O/Al2O3负载型固体碱催化剂。用扫面电镜,表面积与孔径分析,红外三种表征方法对此催化剂表面结构及性能进行了分析,结果显示催化剂表面结构和性能良好;用Na2O/Al2O3作为催化剂进行生物柴油合成实验,催化剂表现出很好的催化活性。通过正交试验考察了醇油摩尔比,反应温度,反应时间,催化剂用量四个因素对生物柴油产率的影响,并确定最佳反应条件。结果显示最佳反应条件为反应温度65℃,醇油摩尔比9∶1,反应时间4 h,催化剂用量2%,此条件下生物柴油的产率为85.4%。

固体酸性催化剂催化生物柴油合成反应性能的比较

固体酸性催化剂作为酯交换的催化剂是当前的研究热点。选择了几种固体酸性催化剂作为废煎炸油与甲醇酯交换的催化剂,并将它们的催化活性与传统催化剂进行了对比。结果显示,所有这些催化剂中,NaHSO4.H2O的催化活性与H2SO4相似,且催化剂可回收再生,整个反应过程无三废污染。

基于纤维素的固体酸催化剂的制备及其催化高酸值 废油脂生产生物柴油

以廉价的纤维素为原料,经不完全炭化和磺化制得含高密度(1.69mmol/g)SO3H基团的固体酸催化剂Cellulose-SO3H.结果表明,该催化剂适宜的制备条件为:在400oC炭化15h,再在150oC磺化15h.所得催化剂在油酸与甲醇的酯化反应中表现出明显高于其它几种典型固体酸催化剂(铌酸,Amberlyst-15,硫酸化氧化锆)的活性,同时还能高效地催化棕榈酸或硬脂酸以及高酸值废油脂(较多脂肪酸)与甲醇的酯化反应.在醇/油摩尔比为25,催化剂用量为10%(基于废油脂的质量),于85°C反应10h的条件下,生物柴油收率约为95%,明显高于上述三种典型固体酸催化剂.连续使用30批次(每批次10h)后,Cellulose-SO3H仍能保持初始催化活性的90%以上,表现出极好的操作稳定性.可见,所制Cellulose-SO3H催化剂在生物柴油领域具有较好的应用潜力.

固体酸催化剂SO_4^(2-)/SiO_2-TiO_2的制备及其催化酯化性能

分别以机械混合法和浸渍法制备了SO42-/SiO2-TiO2固体酸催化剂,以乙醇和乙酸的酯化反应为模型反应考察了不同SiO2含量及不同温度焙烧的催化剂的活性.结果表明,机械混合法制备的400℃焙烧的SO42-/40%SiO2-TiO2催化剂活性最高,部分回流时,乙酸几乎全部转化,全回流反应100min时,其乙酸转化率达到84%.X射线衍射分析表明,SiO2抑制了硫酸氧钛的形成;催化剂的活性组分包括一定量的四方晶锐钛矿型TiO2、正交晶硫酸氧钛、少量立方晶金属钛和高比表面积的SiO2.红外光谱分析表明,添加SiO2后催化剂形成Ti-O-Si键,进而使SO42-与样品表面产生强相互作用;结合的SO42-主要以无机螯合状双配位和有机硫酸酯两种结构形式存在.热重-示差扫描量热分析表明,SiO2的添加使SO42-不易脱除,同时使锐钛矿TiO2向金红石相的转变温度降低.

固体碱催化剂K_2CO_3/Al_2O_3的制备及其催化餐饮废油制生物柴油的性能

采用浸渍法制备了K2CO3/Al2O3固体碱催化剂,考察了活性组分负载量、焙烧温度、焙烧时间等制备条件对催化剂在催化餐饮废油合成生物柴油的酯交换反应中催化活性的影响,并对其进行了FT-IR、XRD、TG-DTG、SEM和BET表征分析。实验结果表明,所制备的催化剂在催化餐饮废油合成生物柴油的酯交换反应中表现出良好的活性,在活性组分K2CO3负载量为50%、焙烧温度500℃、焙烧时间3 h的条件下制备的催化剂催化酯交换反应时,生物柴油产率可达86.70%。催化剂表征结果显示,K2CO3/Al2O3催化活性是因K2CO3与Al2O3经高温焙烧产生新的晶相有关。催化剂重复使用4次,生物柴油产率仍在75%以上。制得的生物柴油产品质量达到国家生物柴油B100标准。

固体核磁共振研究固体酸催化剂酸性进展

酸性直接与固体酸催化剂的活性相关,因此研究固体酸催化剂的酸性受到了科研工作者的广泛关注.固体核磁共振技术已经成为研究固体酸催化剂酸性的一种强有力的工具.该文介绍了固体核磁共振的特点和各种常用技术,着重综述了固体核磁共振研究固体酸催化剂酸性的进展.

固体酸催化剂催化乌桕籽油制备生物柴油

以乌桕籽油为原料,对固体酸催化其与甲醇发生酯交换反应制备生物柴油进行了研究。通过对S2O82-/TiO2、S2O82-/TiO2-ZrO2、SO42-/TiO2-ZrO2、SO42-/A l2O3-ZrO24种固体酸催化剂的制备,并在同一条件下比较了它们在乌桕籽油制备生物柴油反应中的催化活性。结果表明,催化剂SO42-/TiO2-ZrO2表现出了较高的催化活性,SO42-/TiO2-ZrO2催化的最佳酯交换反应条件为:反应温度150℃,醇油摩尔比12∶1,催化剂用量5%,反应时间6 h,此时乌桕籽油的酯化率超过95%,且催化剂重复和再生使用效果良好。

MAF固体碱催化剂催化合成丙二醇甲醚

研究了甲醇与环氧丙烷在固体碱催化剂MAF存在下非均相合成丙二醇甲醚的过程。在反应温度为120～130℃、催化剂用量(质量分数)为0.20%～0.30%、甲醇与环氧丙烷摩尔比为3/1～5/1的反应条件下,环氧丙烷的转化率在98％以上,丙二醇甲醚的选择性达95％,收率达93％,产品中伯醚的选择性为92％～93％。实验发现,该固体碱催化剂使用后无须任何处理,可重复使用,是一种稳定性好、选择性高的环境友好催化剂。

制备生物柴油固体催化剂的研究现状及前景展望

介绍了均相法制备生物柴油的方法,指出均相催化剂在应用中存在的不足,探讨了固体酸催化剂和固体碱催化剂在制备生物柴油中的应用现状,指出了固体催化剂的研究热点及应用前景。

固体超强酸催化剂SO_4^(2-)/TiO_2-WO_3的制备及其催化性能研究

制备了固体超强酸催化剂SO2 -4/TiO2 WO3 ,并以丁酸丁酯的合成作为探针反应 ,系统考察了WO3 的含量、硫酸浸渍浓度、焙烧温度等制备条件对SO2 -4/TiO2 WO3 催化活性的影响 .实验表明 :制备催化剂的适宜条件为m(H2 WO4) =12 5 % ,硫酸浸渍浓度为 1 0mol·L-1,焙烧温度为 5 80℃ ,活化时间 3h .利用优化条件下制备的催化剂SO2 -4/TiO2 WO3 催化合成缩醛 (酮 ) ,在醛 /酮与二元醇 (乙二醇 ,1,2 丙二醇 )的投料摩尔比为 1∶1 5 ,催化剂的用量占反应物总投料质量的 0 5 % ,反应时间为 1h条件下 ,2 甲基 2 乙氧羰甲基 1,3 二氧环戊烷的收率为 78 7% ,2 ,4 二甲基 2 乙氧羰甲基 1,3 二氧环戊烷的收率为 83 0 % ,环己酮 -乙二醇缩酮的收率为 85 9% ,环己酮 1,2 丙二醇缩酮的收率为 84 6% ,丁酮 -乙二醇缩酮的收率为70 7% ,丁酮 1,2 丙二醇缩酮的收率为 88 3 % ,2 丙基 1,3 二氧环戊烷的收率为 80 6% ,4 甲基 2 丙基 1,3 二氧环戊烷的收率为 79 6% ,2 异丙基 1,3 二氧环戊烷的收率为 64 2 % ,4 甲基 2 异丙基 1,3 二氧环戊烷的收率为 83 3 % ,2 苯基 1,3 二氧环戊烷的收率为 75 3 % ,4 甲基 2 苯基 1,3 二氧环戊烷的收率为 95 1% .

CaO/MgO复合固体碱催化剂催化降解木质素的研究

在氧化镁载体上浸渍醋酸钙后烧结制备了CaO/MgO复合固体碱催化剂,所制固体碱催化剂的表面碱度与催化剂制备条件有关:当CaO/MgO比值为0.08、在700℃下煅烧时间24 h时制得的催化剂表面碱度可达到30.2 mmol/g。以该固体碱催化剂催化木质素中醚键断裂反应,测试结果表明木质素降解产物重均相对分子质量(Mw)可从3 000降低至800以下,羟值由200 mg/g增加至480 mg/g左右。FT-IR表征结果表明降解产物中醚键含量明显减少,羟基含量增多。