ZrO_(2)作载体制备固体超强酸的研究进展

以ZrO_(2)为载体合成的固体超强酸催化剂(MoO_(3)/ZrO_(2)、WO_(3)/ZrO_(2)、SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)等),在有机合成、石油炼制等领域具有广泛的应用。本文介绍了以ZrO_(2)为载体制备固体超强酸的方法,对固体酸的改性方法如负载金属氧化物、纳米材料、稀土金属等,以及固体酸在催化反应中的应用进展进行了综述,对固体超强酸的研究方向进行了展望,以期为该领域的相关研究提供参考。

射频等离子体改性制备S_(2)O_(2)-8/SnO_(2)-Al_(2)O_(3)固体超强酸催化剂的研究

采用低温陈化法制备S_(2)O_(2)-8/SnO_(2)-Al_(2)O_(3)固体超强酸催化剂,利用射频等离子体技术对其进行改性后催化L-酪氨酸与甲醇的酯化反应。利用Hammett指示剂法、XRD、HRTEM、BET、FT-IR、Py-IR和NH_(3)-TPD等对改性前后的催化剂进行表征。结果表明,经射频等离子体改性后的催化剂颗粒分散性更好、粒径更小(4.32 nm)、比表面积更大(104.4 m^(2)/g)、总酸量更高(142.9μmol/g)。在温度为180℃、压力为1 MPa的条件下,射频等离子体改性后的催化剂催化L-酪氨酸甲酯化反应6 h后L-酪氨酸甲酯产率可达92%。

超强酸催化2—芳基—l,3—二氧环已烷与芳烃的FriedeL-Crafts反应

研究了 2—芳基—l,3—二氧环己烷与苯的超强酸催化Friedel-Crafts反应 。

SO_4^(2-)/M_nO_m型固体超强酸及其制备技术

ＳＯ２－４／ＭｎＯｍ型固体超强酸及其制备技术华卫琦周力吴肖群吕德伟（浙江大学联合反应工程研究所，杭州３１００２７）ＨｕａＷｅｉｑｉ，ＺｈｏｕＬｉ，ＷｕＸｉａｏｑｕｎａｎｄＬｕＤｅｗｅｉ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＵｎｉｔｅｄＲｅａｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅ...

新型稀土固体超强酸催化剂的制备及乳酸丁酯的合成

制备了一系列稀土固体超强酸催化剂,以乙酸丁酯为探针反应,考察了催化剂最佳制备条件;以乳酸和丁醇为原料,以S2O82-/ZrO2-SiO2-Sm2O3(BR-3%-0.75-450)为催化剂合成乳酸丁酯,研究了对酯化反应的影响因素、催化剂稳定性。实验结果表明,该催化剂活性和稳定性均优于未改性的SO42-/ZrO2-SiO2。

固体超强酸SO_4^(2-)/ZrO_2-TiO_2催化剂的研制及其催化合成草莓酸酯的研究

选用SO4 2 -/MxOy 型固体超强酸催化草莓酸的酯化反应 ,筛选出催化剂SO4 2 -/ZrO2 -TiO2 ,制备该催化剂的最优条件为 :钛锆物质的量比为 4∶1,氨水调节pH值 8～ 9,用浓度为 0 5mol/L硫酸浸渍 ,马弗炉 5 5 0℃焙烧 3h ;使用该催化剂合成草莓酸酯的最优酯化条件为 :催化剂用量 3g/mol,酯化时间 3h ,其催化合成草莓酸戊酯产率可达 90 8%。

二氧化钛基固体超强酸的结构及其光催化氧化性能

采用 溶 胶凝 胶 法 制 备 了 多 孔 性 、大 比 表 面 积 的 Ｓ Ｏ２ －４ ／ Ｔｉ Ｏ２ 固 体 超 强 酸 催 化 剂， 运 用 Ｘ Ｒ Ｄ ， Ｂ Ｅ Ｔ 比表面 积测定 ， Ｘ Ｐ Ｓ 和 Ｕ Ｖ Ｖｉｓ 反 射光 谱等 技 术对 该 催化 剂 的结 构、表 面状 态 以 及半导体特 性进行了 表征，并 通过 Ｃ Ｈ３ Ｂｒ ， Ｃ６ Ｈ６ 和 Ｃ２ Ｈ４ 等典型有 机物的 气相光催 化氧 化反 应，考 察了 Ｓ Ｏ２ －４ ／ Ｔｉ Ｏ２ 催化剂 的光 催 化 反 应 性 能． 结 果 表 明， Ｓ Ｏ２ －４ ／ Ｔｉ Ｏ２ 催 化 剂 具 有 较 高 的 结 构 稳 定 性， Ｔｉ Ｏ２ 的超强 酸化有效 地抑制 了晶相转 变、晶粒 度增加和 比表 面积 下降． 与 Ｔｉ Ｏ２ 相 比， Ｓ Ｏ２ －４ ／ Ｔｉ Ｏ２的吸收 边蓝移 及禁带宽 度增加， 产生了较 大的氧 化还原势 ，导致光 催化效率 提高．

SO_4^(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化剂的研究进展

概述了SO42-/MxOy型固体超强酸催化剂的催化机理;分析比较了纳米技术法、低温陈化法、沉淀–混合共沉淀浸渍法、浓硫酸活化钛白粉法等制备出的催化剂对催化性能的影响;介绍了催化剂载体改性、引入金属或离子、促进剂等改性方面的研究进展;展望了固体超强酸催化剂的研究和应用前景。

Ni^(2+)和Sn^(2+)改性的SO_4^(2-)/ZrO_2固体超强酸催化剂对稠油的降黏性能

稠油黏度高的特性使其开采难度较大。为降低胜利油田稠油的黏度,制备了金属离子(Ni2+和Sn2+)改性的SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂,考察了这两种催化剂对稠油的降黏性能。实验结果表明,Ni2+和Sn2+改性的SO24-/ZrO2固体超强酸催化剂能在较低的温度下催化稠油降黏,在反应温度240℃、压力3~4MPa、反应时间24h、稠油与催化剂质量比100∶0.05的条件下,稠油的黏度由0.319Pa.s分别降至0.135Pa.s和0.163Pa.s,降黏率达57.7%和48.9%。反应后,稠油中的饱和烃含量增加,芳烃、胶质和沥青质含量减少,杂原子S和N的含量降低。同时发现,水的存在对稠油降黏不利。

S_2O_8^(2-)和SO_4^(2-)促进ZrO_2固体超强酸正戊烷反应性能差异的研究

考察了常温下 S2 O2 - 8 促进 Zr O2 ( PSZ)固体超强酸催化剂上正戊烷的反应性能 ,并与 SO2 - 4 促进 Zr O2( SZ)反应相比较 ,观察到 PSZ和 SZ对正戊烷都具有异构化和裂解的双重作用 ,主要产物分别为异戊烷和异丁烷 .正戊烷的异构化转化率和表观反应速率常数主要取决于样品的焙烧温度 .但对于正戊烷异构化反应 ,PSZ的最佳焙烧温度为 5 5 0℃ ,比 SZ的低 5 0℃ .在各自的最佳焙烧温度下反应 1 h后 ,前者的异戊烷生成率为后者的 1 .3倍 .通过 S含量和比表面积测定以及用 XRD和 FTIR等手段分析了 PSZ的物理化学特性 .从原位 FTIR谱图发现 ,PSZ( 5 5 0℃ )表面 S— O键的红外吸收明显比 SZ( 6 0 0℃ )的强 ;通过吡啶红外手段发现 PSZ( 5 5 0℃ )吡啶离子吸收峰的红移大于 SZ( 6 0 0℃ ) ,表明前者的 Lewis酸强于后者 .

MCM-41负载SO_4^(2-)/ZrO_2超强酸的性能研究

采用浸渍 -焙烧法制备了 MCM-4 1负载 SO2 - 4 /Zr O2 ( SZ)超强酸催化剂 ,并考察了其织构性质及酸性的变化规律 .结果发现 ,过高的 SZ负载量会引起 MCM-4 1介孔结构的破坏 ,而负载量过低则不能产生超强酸性 .适宜的负载量为 4 0 %左右 .样品的超强酸性随其 Zr O2 含量的增加而递增 .SZ的引入同时也增加了样品的中强酸酸性和弱酸酸性 ,样品酸性可通过改变

MCM-41负载S_2O_8^(2-)/TiO_2固体超强酸的制备和酯化性能研究

采用液相沉积法制备了由MCM-41介孔分子筛负载S2O82-/TiO2的固体超强酸催化剂。探讨了成酸机理,并以乙酸和异戊醇的酯化反应作为探针反应考察了焙烧温度、浸渍溶液浓度等制备条件对催化剂催化活性的影响,得到了较佳的制备条件。XRD、N2吸附-脱附和FTIR结果表明,固体超强酸保持了MCM-41的介孔结构,BET表面积高达211m2·g-1,且具有强酸性(Ho<-12.70)。

镧改性固体超强酸SO_4^(2-)/ZrO_2-TiO_2/La^(3+)催化剂的制备及性能研究

将固体超强酸SO42-/ZrO2 TiO2负载镧制备新型催化剂SO42-/ZrO2 TiO2/La3+,以催化合成溴代正辛烷为模型反应,考察了不同制备条件对催化剂性能的影响,结果表明:以0.5mol·L-1H2SO4和5.0%的La(NO3)3混合溶液浸渍的锆钛前体氧化物,经110℃烘干后于550℃焙烧3h所得催化剂(LSZT5.0 3 550)活性较好,在n(HBr)∶n(辛醇)=5.12∶1.00、催化剂用量为反应物总质量的1.6%、反应时间为4h,反应温度约130℃的条件下,合成溴代正辛烷产率达75%以上。采用IR,XRD,DTA/TGA和Hammett指示剂法对催化剂进行表征显示:LSZT5.0 3 550具有较高的酸强度,且为无定型态。

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% .

SO_4^（2－）／ZrO_2超强酸催化剂的结构表征

用ＢＥＴ法分析了制备条件对ＳＯ＿４￣（２－）／ＺｒＯ＿２超强酸催化剂的比表面和孔结构的影响，用ＳＥＭ观察了催化剂的表面形貌。结果表明，引人ＳＯ＿４￣（２－）后催化剂的比表面和比表面的热稳定性都增大了，在Ｈ＿２ＳＯ＿４浓度为１．０ｍｏｌ／１和焙烧温度约７７３Ｋ时催化剂的比表面较大。制备Ｚｒ（ＯＨ）＿４时用浓氨水得到的催化剂的比表面、平均孔径和孔体积都较大。ＳＯ＿４￣（２－）／ＺｒＯ＿２催化剂的孔为平均孔径３－５ｎｍ的中孔。ＳＥＭ结果表明，ＳＯ＿４￣（２－）／ＺｒＯ＿２催化剂的表面为很不平整的蜂窝状。

SO_4^(2-)/Fe_2O_3-Al_2O_3-SiO_2固体超强酸的制备及其催化水解蔗糖生成乙酰丙酸

通过共沉淀法制备了不同比例的SO24-/Fe2O3-A l2O3-S iO2固体超强酸,并将其用于蔗糖的催化水解制备乙酰丙酸。实验结果发现:焙烧时间和焙烧温度对比表面积的影响较大,焙烧时间越短,焙烧温度越低,比表面积就会更大;硫酸浸渍浓度和浸渍时间对催化剂的性质也有一定影响。将固体超强酸作催化剂用于蔗糖催化水解制乙酰丙酸,结果发现焙烧温度600℃、焙烧时间4 h制备的催化剂的活性较高,乙酰丙酸的产率也较高,达到33.05%。

稀土固体超强酸催化合成乙酸异戊酯的研究

制备出一系列稀土固体超强酸催化剂 ,用于催化以乙酸和异戊醇为原料合成乙酸异戊酯的反应。研究了稀土固体超强酸的催化性能 ,同时 ,考察了影响合成反应的因素。结果表明 ,稀土固体超强酸不仅具有一般超强酸的性能 ,而且催化活性更高 ,性能更稳定。

γ-Al_2O_3负载Cr促进SO_4^(-2)/ZrO_2固体超强酸研究

将 Cr促进的 SO2 - 4 /Zr O2 ( SZ)固体超强酸 Cr-SZ负载于 γ-Al2 O3载体上 ,制成 Cr-SZ/Al2 O3系列固体超强酸 ,利用探针反应考察了其超强酸性、中强酸性和弱酸性的变化情况 .详细研究了样品的比表面、硫含量、 Zr O2 晶化情况及正丁烷低温异构化反应活性 .结果发现 ,负载后部分 Cr-SZ的正丁烷低温异构化反应活性显著提高 .含铬样品酸强度和脱氢性能的增强对其正丁烷异构化反应活性的提高均有贡献 .样品酸性和脱氢性之间的合适匹配使 Cr-SZ/Al2 O3显示出很高的正丁烷异构化反应活性 .

固体超强酸催化制备生物柴油研究进展

概述了固体超强酸催化剂的种类及特点,对其在生物柴油制备中的应用进展加以介绍;分析比较各类固体超强酸催化制备生物柴油的优缺点,总结出载体的改性方法,包括引入稀土元素、纳米材料和磁性材料等;展望了固体超强酸催化剂在生物柴油制备中的发展方向。

固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2催化合成亚油酸乙酯

用两相滴定沉淀法制备了SO2-4/TiO2固体超强酸催化剂,得到了适合亚油酸酯化的催化剂制备工艺条件:硫酸浸渍浓度0 75mol/L,浸渍时间4h,焙烧温度450℃,焙烧时间4h。首次将该催化剂用于亚油酸的酯化反应催化合成亚油酸乙酯,考察了物料比、反应时间、催化剂用量对亚油酸与乙醇酯化反应的影响规律,最佳反应条件为:n(无水乙醇)/n(亚油酸)=4,w(催化剂)=3%(相对于亚油酸),反应时间8h,亚油酸转化率可达93%。