纳米KF/Al_2O_3的制备及其催化活性的研究

将纳米Al2O3粉体经一定浓度的KF浸泡活化后制成纳米固体碱KF/Al2O3,将其用于催化合成氰乙基丙二酸二乙酯的Michael加成反应以考察其活性.分析了纳米固体碱制备过程及Michael加成反应过程中各因素的影响,研究结果表明,较好的制备条件是:负载46.5％KF/Al2O3;浸渍温度:65℃;浸渍溶剂:乙醇;表面活性剂:PEG6000和PEG400按摩尔比1:1混合使用;煅烧温度:400℃,此时获得的KF/Al2O3活性最高.当催化剂用量以F-计为0.03mol,反应原料丙二酸二乙酯与丙稀腈之比为3:1,反应时间为2 h,加成反应的转化率最高.

负载型固体碱试剂KF/AL_2O_3在有机合成中的应用

综述了近期内负载型固体碱KF/Al2 O3 在有机合成中的应用情况 。

固体碱KF/Al_2O_3在过渡金属催化的偶联反应中应用研究进展

自Clark和Ando的等发现KF/Al2O3的特殊性能以来,KF/Al2O3在诸多类型的有机反应中得到应用,并取得了满意的结果。近年来,化学科研工作者不断地对其进行深入的研究,使其在更多有机合成领域得到应用。综述了近年来固体碱KF/Al2O3在过渡金属催化的偶联反应中应用的研究进展。

固体碱KF/Al_2O_3合成烯丙基缩水甘油醚

固体碱KF/Al2O3具有很好的催化活性,在有机合成反应中具有广泛的应用。主要研究用固体碱KF/Al2O3催化合成烯丙基缩水甘油醚,探索出最佳工艺条件:反应温度为50℃,反应时间为3 h,物料配比n(烯丙醇)∶n(环氧氯丙烷)∶n(固体碱KF/Al2O3)∶n(相转移催化剂)=1∶3∶1.5∶0.015,收率可达到93.1%,产品纯度达到99.2%。

用于液化气脱硫醇过程的MgO/Al_2O_3固体碱催化剂的研究

讨论了Mg与Al摩尔比、磺化酞菁钴(CoPcS)负载量对MgO/Al2O3-CoPcS脱硫醇催化剂催化活性的影响;探讨了催化剂在液化气(LPG)脱硫醇过程中的失活机理;并将MgO/Al2O3-CoPcS催化剂应用于工厂LPG侧线脱硫醇试验。结果表明具有较高的Mg与Al摩尔比的MgO/Al2O3-CoPcS催化剂具有较高的表面碱量,在硫醇催化氧化反应中表现出相对高的催化活性;活性组分CoPcS负载量的增加有助于硫醇氧化反应速度的提高,但当负载量过大时,催化剂活性下降;在LPG脱硫醇过程中,催化剂失活的主要原因是毒物(如酸性杂质硫化氢、重组分物质等)使得催化剂表面的碱中心中毒,此外重组分物质堵塞催化剂孔口,使得内表面利用率下降也是导致催化剂失活的原因;在工厂LPG侧线脱硫醇试验中,MgO/Al2O3-CoPcS催化剂显示出高的初活性和较好的稳定性,催化剂累计运行时间可达2000h以上。

纳米Al_2O_3-Fe_3O_4/FeS固体润滑复合层减摩润滑机理

采用离子氮碳共渗与离子渗硫复合处理技术在45钢表面形成FeS固体润滑复合层,然后采用真空浸渍方法将纳米Al2O3和Fe3O4颗粒置入复合层的微纳孔隙中,制备成纳米Al2O3-Fe3O4/FeS固体润滑复合层。在10～60 N的载荷下,纳米Al2O3-Fe3O4/FeS固体润滑复合层表现出优良的减摩与耐磨性能。这是因为,一方面磨损表面生成的化学反应膜,起到了固体润滑和阻碍摩擦表面间金属直接接触的作用;另一方面在摩擦过程中,纳米Al2O3-Fe3O4/FeS固体润滑复合层中的纳米Al2O3和Fe3O4颗粒起到了'微纳滚珠'作用,微观上将'滑动摩擦'部分转变为'滚动摩擦',且纳米颗粒预先置入复合膜层中,在摩擦过程中不易流失,延长了其'微纳滚珠'的作用,从而使其摩擦因数(载荷60 N时)及体积磨损量比涂抹纳米Al2O3/Fe3O4复合添加剂润滑的FeS固体润滑复合层分别降低了7.2%和50%。

连续加载条件下纳米Al_2O_3/FeS固体润滑复合涂层的摩擦学性能

在连续加载条件下,考察了纳米Al2O3/FeS固体润滑复合层在不同温度时的减摩抗磨性能;利用X射线光电子能谱(XPS)分析了不同温度下磨损表面所含元素及其化学价态.结果表明:纳米Al2O3/FeS固体润滑复合层在室温至150℃范围内,具有优异的减摩性能和抗磨性能;磨损表面存在S元素,并以硫化物和硫酸盐形式存在,但未发现Al元素,表明磨损表面形成了主要由硫化物和硫酸盐组成的摩擦化学反应膜.

含纳米Al_2O_3/Fe_3O_4的FeS固体润滑复合层的摩擦学性能

采用离子氮碳共渗与离子渗硫复合处理技术在45钢表面制备FeS固体润滑复合层,复合层中硫化物表层厚度约为10μm,其硫化物颗粒与孔隙均在微纳米量级且分布均匀。复合层相组成主要为FeS、FeS2和Fe3N。在含0.1%n-Al2O3+0.08%n-Fe3O4液体石蜡润滑下,复合层与纳米Al2O3/Fe3O4复合添加剂产生协同作用,磨损表面形成了由硫化物、硫酸盐、氮化物等组成的化学反应膜,使FeS固体润滑复合层表面摩擦因数最低,始终保持在0.07左右,体积磨损量最小,比未渗表面降低了92%,比渗硫表面和氮碳共渗表面分别降低了85%和44%。

KF/La2O2CO3固体碱的制备、表征及催化酯交换反应的性能——一个综合创新实验

固体碱催化剂具有易分离、可循环使用、对设备无腐蚀、可使反应工艺过程连续化等优点。它被认为是催化酯交换反应制备可再生能源生物柴油的一种优异催化剂。本实验是在科研成果的基础上创新设计了一个综合实验。通过浸渍法制备了KF/La2O2CO3固体碱催化剂;利用X射线衍射测定了其物相,使用CO2程序升温脱附技术测定了催化剂的表面碱性;并以三丁酸甘油酯与甲醇进行酯交换反应作为模型反应,考查其催化活性。

纳米KF/Al_2O_3催化剂的制备

以纳米γ -Al2 O3 为原料 ,采用浸渍法制备纳米KF/Al2 O3 催化剂 ,利用XRD、TEM、激光粒度仪等分析手段对所得粉体的晶相组成 ,粒径分布等性质进行研究。讨论了晶粒大小形状与表面活性剂、溶剂、浸渍温度。

纳米催化剂KF/Al_2O_3制备条件的正交设计与优化

采用正交设计法优化了浸渍法制备固体超强碱KF/A l2O3催化剂工艺参数。以丙烯腈和丙二酸二乙酯的M ichael加成反应收率为考察指标,对催化剂制备工艺进行优化,并采用SPSS统计软件包对制备工艺参数进行多元回归统计,并根据回归拟合的多项式数学模型,讨论了浸渍法制备的较佳工艺。

KF/Al_2O_3在Michael加成反应中的应用及其机理

综述了KF/Al2O3固体碱催化剂应用于Michael加成反应中,对反应产率和立体构型的影响。论述了该催化剂的表面活性碱位及其在Michael加成反应中的催化机理的研究现状,提出目前普遍认同的几种催化机理,并就此提出自己的观点。

介孔Al2O3负载KF催化剂的制备及其催化性能

通过电中性路径合成了具有大比表面积和窄孔径分布的介孔Al2O3(MA)载体,采用浸渍法制备了MA负载KF新型固体碱催化剂(KF/MA)。对制备的化合物MA及KF/MA催化剂采用XRD、低温N2吸附法、TEM、FTIR和非水系Hammett指示剂法等测试技术进行了表征。所制备的化合物MA具有虫孔状孔道结构,比表面积达375m2/g,平均孔径为7.1nm;负载量为36.7%的KF/MA催化剂碱强度大于18.4,碱量为3.64mmol/g。将KF/MA催化剂应用于4,4′-联苯二酚双甲基化反应,以考察催化剂的催化性能,并与KF/γ-Al2O3催化剂进行了比较。结果表明,KF/MA的催化活性优于KF/γ-Al2O3。原因在于化合物MA较大的比表面积和独特的孔道结构,可以负载更多的KF,并形成有效的表面碱性中心。

固体碱Al2O3催化合成乙酰丙酮的新型工艺

以乙酰乙酸乙酯和乙酸酐为原料，分别用Al2O3作为催化剂催化合成乙酰丙酮，研究了～Al2O3在50-800℃下焙烧后对合成乙酰丙酮反应活性的影响。结果表明，固体强碱Al2O3具有较高的催化活性。

KF/ZrO_2/Fe_3O_4磁性固体碱催化合成聚甘油的研究

在复合磁性载体ZrO_2/Fe_3O_4上负载碱源KF,制备出KF/ZrO_2/Fe_3O_4磁性固体碱催化剂,通过扫描透射电镜、比表面测试、碱强度、碱量测定等方法对催化剂的形貌结构与碱性进行表征,并将其应用于聚甘油的催化合成中,评价其催化性能。结果显示,该磁性固体碱催化剂表面负载有一定量的KF碱性活性中心,碱强度pH在11.1～15.0之间,总碱量为0.2mmol/g,为固体强碱类催化剂。在聚甘油合成中,反应条件温和,产品聚合度适中,色泽较浅,产物与催化剂易分离,表现出明显的催化活性,具有较高的应用价值与经济价值。

K_2CO_3/Al_2O_3催化丙醛缩合制备2-甲基-2-戊烯醛

制备了K2CO3/Al2O3固体碱催化剂,并将其用于催化丙醛缩合合成2-甲基-2-戊烯醛。当反应温度为85℃,反应时间1 h,溶剂乙醇10 mL,丙醛用量9.4 mL,催化剂用量为1.0 g时,2-甲基-2-戊烯醛的产率可达71.2%。固体K2CO3不具备催化性能。

KNO_3/Al_2O_3的制备及其对催化合成假紫罗兰酮的影响

采用了浸渍法制备了KNO3/Al2O3固体碱催化剂,考察了催化剂制备条件对假紫罗兰酮合成的影响,并对其进行了Hammett指示剂法、FTIR、XRD表征分析。结果表明:所制备的催化剂在催化合成假紫罗兰酮的缩合反应中表现出良好的活性,当活性组分KNO3的负载质量分数为25%、浸渍时间为6 h、焙烧温度为600℃时,所制备的催化剂催化合成假紫罗兰酮产率可达87.5%。对催化剂的表征结果表明,催化剂的活性与高温焙烧KNO3和Al2O3发生相互作用形成的Al-O-K结构及KNO3分解产物K2O有关。

Ba(OH)_2/Al_2O_3催化菜籽油制备生物柴油的研究

利用研磨法制备固体负载型催化剂Ba(OH)2/Al2O3,在超声波辅助下催化菜籽油制备生物柴油,考察了醇油比、催化剂用量、温度、时间等因素的影响,结果表明:制备负载催化剂Ba(OH)2/Al2O3最佳Ba/Al摩尔配比为1∶2,醇油摩尔比12∶1,催化剂用量为油重的4%,反应温度为65℃,反应时间为1.0h时,酯交换反应转化率可达99.78%。且该固体负载催化剂在回收重复利用5次后,生物柴油的转化率仍接近60%。

填料型La_2O_3/Al_2O_3-Al催化剂的制备及其催化性能

以n水硝酸镧[La(NO3)3·n H2O]为原料,阳极氧化铝(Al2O3-Al)为载体,采用水热合成法将活性组分负载在Al2O3-Al上,制备了填料型固体碱催化精馏元件La2O3/Al2O3-Al,以丙酮缩合制备二丙酮醇为探针反应,考察了制备条件对催化剂性能的影响。采用XRD、SEM对催化剂的性能进行了表征。结果表明,活性组分La2O3均匀分散在载体Al2O3-Al表面上。当La(NO3)3·n H2O与氨水(NH3·H2O)的摩尔比为1∶8,油浴温度为160℃,油浴时间10 h,N2保护下焙烧温度为550℃,焙烧时间为2 h时,催化剂的活性最高,此时丙酮转化率为4.1%,二丙酮醇选择性98%。

合成3-乙氧基丙酸乙酯的K_2O/Al_2O_3催化剂活性组分流失途径研究

以γ-Al_2O_3为载体,KNO_3为前驱体,制备了不同负载量的固体碱催化剂K_2O/Al_2O_3,并用于丙烯酸乙酯(EA)和乙醇加成制备3-乙氧基丙酸乙酯(EEP)反应研究。XRD、FT-IR、N_2吸附-脱附和CO_2-TPD表征结果表明,K_2O/Al_2O_3具有强弱两种碱性位,分别是KNO_3高温焙烧下分解生成的强碱性位K_2O和KNO_3与载体相互作用形成的弱碱性位K-O-Al;提高KNO_3负载量可增加催化剂碱量,但破坏载体结构,降低催化剂比表面积和孔容。加成反应结果表明,30%(wt)K_2O/Al_2O_3具有最高的催化活性,当反应温度为70℃,乙醇和EA摩尔比为6:1,催化剂用量为EA的10%(wt)时,EA的转化率为53.6%,EEP的选择性为98.8%。重复性实验表明,强碱性位中的K_2O与乙醇发生反应生成乙醇钾,进一步溶解于反应液,导致活性位流失,催化剂重复使用活性显著降低。将流失的钾再次浸渍负载到失活催化剂上,可以恢复失活的催化剂活性。因此,开发直接稳定乙醇钾的固体碱催化剂是重要的研究方向。