SO_4^(2-)/ZrO_2-Nd_2O_3固体酸的制备及其催化活性

以皮胶原纤维为模板剂,硫酸锆为锆源,掺杂稀土Nd元素制备SO42-/Zr O2-Nd2O3固体酸。通过TG、XRD、FT-IR、SEM以及N2吸附脱附分析等表征了制备条件对SO42-/Zr O2-Nd2O3固体酸结构的影响。结果表明,SO42-/Zr O2-Nd2O3固体酸较好地保持了模板的纤维结构,添加稀土Nd元素能有效抑制晶粒增长,Zr O2-Nd2O3晶粒尺寸为5.1~11.6 nm,比表面积为63.96 m2/g;以乙酸和正丁醇的酯化反应为模型反应考察SO42-/Zr O2-Nd2O3固体酸的催化活性,催化剂活性较高,重复使用5次,乙酸的转化率仍可达到85%,表现出较好的重复使用性,具有一定的工业应用前景。

稀土复合固体超强酸SO_4^(2-)/ZrO_2-Nd_2O_3催化合成乳酸正丁酯

研究了以纳米稀土复合固体超强酸SO42-/ZrO2-Nd2O3为催化剂,以乳酸和正丁醇为原料合成乳酸正丁酯。通过正交实验考察了影响酯化反应的主要因素,确定的最佳合成条件为:乳酸用量为0.1mol时,正丁醇与乳酸物质的量之比为3.0∶1,催化剂用量为0.55g,带水剂环己烷15mL,回流反应2.0h,酯化率可达98.7%。该催化剂回收简单,重复使用7次后,酯化率仍在96%以上。

纳米稀土复合固体超强酸SO_4^(2-)/ZrO_2-2% Nd_2O_3催化合成对羟基苯甲酸正丁酯

采用共沉淀法制备稀土复合固体超强酸SO2-4/ZrO2-2%Nd2O3催化剂,电镜分析表明,该催化剂颗粒为纳米级。将其用于对羟基苯甲酸和正丁醇的酯化反应中,考察了影响合成反应的诸多因素。结果显示,催化合成对羟基苯甲酸正丁酯的优化工艺条件为:采用过量的正丁醇作共沸带水剂,回流反应时间为3.0h,催化剂用量为对羟基苯甲酸质量的3.5%,正丁醇与对羟基苯甲酸的物质的量比为3.0∶1.0,在此条件下酯化率可达97.5%。产品经熔点测定、元素分析、液相色谱和红外光谱表征为高纯度的对羟基苯甲酸正丁酯。自制催化剂具有良好的催化活性,并可多次重复再生使用。

固体酸SO_(4)^(2-)-/ZrO_(2)-γ-Al_(2)O_(3)的制备及其催化合成癸二酸二辛酯的研究

本研究采用沉淀-浸渍法制备了SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-γ-Al_(2)O_(3)固体酸催化剂,以癸二酸和异辛醇的酯化反应为探针反应,确定了SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-γ-Al_(2)O_(3)固体酸催化剂的最佳制备条件。实验分别考察了焙烧温度、焙烧时间、硫酸浸渍浓度、硫酸浸渍时间、陈化温度对催化活性的影响,并进一步考察了催化剂的循环使用性能。结果表明:焙烧温度为600℃、焙烧时间为5 h、硫酸浸渍浓度为0.6 mol/L、硫酸浸渍时间为9 h、陈化温度为-20℃时,制备出的SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-γ-Al_(2)O_(3)固体酸催化剂具有较好的催化活性,癸二酸的酯化率可以达到99.66%,催化剂循环使用5次后,酯化率降至90.54%。

微波诱导稀土复合固体超强酸SO_4^(2-)/ZrO_2-Nd_2O_3催化合成乙酸苄酯

以新型稀土复合固体超强酸为催化剂,在微波辐射下苯甲醇和乙酸反应合成了乙酸苄酯,探索反应各因素对酯化率的影响。实验结果表明:SO42-/ZrO2-Nd2O3具有较高的催化活性。最佳反应条件为:醇酸摩尔比2.0(乙酸用量为0.2mol前提下),催化剂用量为1.8g,带水剂环己烷12mL,微波辐射功率550W,辐射时间25min,酯化率可达96.3%。该催化剂易于回收且可重复使用,具有良好的活性稳定性。

催化精馏专用填料型固体酸SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-Al的研究

为了研制催化精馏专用催化剂 ,采用铝阳极氧化法制备了Al2 O3 Al一体型载体 ,并将活性固体超强酸SO42 -/ZrO2 引入到Al2 O3 Al上 ,得到一种新型催化精馏专用填料式固体酸SO42 -/ZrO2 Al2 O3 Al催化剂 .利用XRD、SEM、BET、XPS、NH3 TPD等手段对其进行了表征 .结果表明 ,所制得的阳极氧化铝膜厚为 5 6 μm ,SO42 -/ZrO2 Al2 O3 Al固体酸具有比表面积大、酸强度适中的特点 .XRD结果表明 ,ZrO2 在Al2 O3 Al上处于高度分散状态 .将该固体酸用于乙酸 /乙醇酯化反应中 ,显示出较高的催化活性 。

低温陈化法制备SO_4^(2-)/ZrO_2-Sm_2O_3固体超强酸及表征

本研究以氨水、氧氯化锆和三氯化钐为原料,用共沉淀法制得锆和钐的氢氧化物,经低温陈化、过滤、烘干和高温焙烧,制备出SO_4^(2-)/ZrO_2-Sm_2O_3固体超强酸(以下简称SZS)。用流动指示剂法测定其酸度,用IR、XRD对其进行了表征,并将其用于催化氯乙酸和乙醇的酯化反应。结果表明,低温陈化样品的突出优点是酸强度大(H0<-14.5);与SO42-结合得牢;在较宽的温度范围内,具有催化活性的亚稳态的ZrO2四方晶相没有发生相转变,这是其催化活性较高的微观原因。

固体超强酸SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化正丁烷异构化反应研究

在固体超强酸SO42-/ZrO2基础上添加A l2O3,利用A l2O3与ZrO2的相互作用,制备了复合氧化物固体超强酸SO42-/ZrO2-A l2O3,并通过XRD、XPS、FTIR等实验技术对催化剂的体相结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性进行了研究。结果表明,A l2O3的引入稳定了四方晶相的ZrO2,抑制了ZrO2由四方晶相向单斜晶相的转变,使催化剂活性显著提高,A l2O3含量为1.5%的样品异丁烷最高收率达31.7%,选择性达65.5%。

稀土固体超强酸SO4^2-／ZrO2-SnO2-Nd2O3的制备及催化合成乙酸松油酯

采用分沉淀-共浸渍法制备了新型稀土固体超强酸SO42-/ZrO2-SnO2-Nd2O3,利用IR、TG-DTA、XRD测试技术表征了催化剂的物化性质,并用于催化乙酸酐和松油醇合成乙酸松油酯,显示了良好的反应活性和重复使用性。对反应条件进行优化的结果表明,n(松油醇)∶n(乙酸酐)=1∶1.5,反应温度50℃,反应时间5 h,催化剂用量占松油醇质量分数的2%,在此反应条件下松油醇的转化率为93%左右,产物中乙酸松油酯的含量为88%。催化剂失活主要原因是由于有机物在表面吸附,通过无水乙醇洗涤,干燥,即可再生。

Al含量对Pt-SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体超强酸催化正戊烷异构化性能的影响

通过向SO24-/ZrO2催化剂中同时引入适量的Pt和Al2O3,制备出了具有较高催化性能和稳定性的Pt-SO24-/ZrO2-Al2O3型固体超强酸催化剂.以正戊烷异构化反应为探针,考察了Al含量对催化剂性能的影响;并采用X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、红外(IR)光谱、程序升温还原(TPR)、热重-差热分析(TG-DTA)和氨-程序升温脱附(NH3-TPD)手段对催化剂进行了表征.结果表明,Al能够提高ZrO2的晶化温度,抑制硫的分解,增加催化剂的比表面积,增强硫氧键的结合,提高催化剂的还原性能,增加催化剂的酸强度和酸总量.当Al2O3含量(质量分数,w)为5.0%时,Pt-SO24-/ZrO2-Al2O3固体超强酸催化剂的催化活性最好,在100h内异戊烷收率可稳定在52.0%以上,选择性在98.2%以上.

Pt-SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体超强酸上正丁烷异构化反应的研究

制备了复合氧化物固体超强酸催化剂 Pt-SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3,通过 XRD、XPS、SEM、FT-IR 等手段研究了其结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性。结果表明,适量的 Al_2O_3稳定了四方晶相的ZrO_2,抑制了 ZrO_2由四方晶相向单斜晶相的转变。掺杂 Pt 提高了正丁烷异构化反应的催化活性。采用 w(Al)=1.5%的催化剂,异丁烷最高收率达37%,选择性达70%。

SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化剂表面酸性质对正丁烷异构化反应性能的影响研究

采用"沉淀-浸渍"法制备一系列不同硫酸负载量的SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化剂,利用N2吸附-脱附、Py-FTIR、XRD等手段对催化剂进行表征。在常压、200℃、H_2∶C_4=2∶3和质量空速为3 h^(-1)的反应条件下,在固定床微型反应评价装置上考察了硫酸负载量对SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化正丁烷异构化反应性能的影响。Py-FTIR结果表明,硫酸化处理为催化剂表面提供了丰富的Br?nsted酸性位,其中,强Br?nsted酸性位在正丁烷异构化反应中起重要作用,因此,硫酸化处理可显著提高正丁烷异构化活性,而Lewis酸性位与之没有直接关系。

焙烧温度对SO_4^(2-)/ZrO_2-Dy_2O_3-HZSM-5催化性能的影响

运用Hammett指示剂法、比表面测定技术、XRD、SEM和TGA等多种表征手段研究了焙烧温度对SO2 4/ZrO2 Dy2 O3 HZSM 5催化性能的影响。研究结果表明 ,5 5 0℃下焙烧制得的催化剂具有较强的酸性、较大的比表面积和较高的SO2 4含量 ,催化剂中的ZrO2 主要呈四方晶相。

以固体超强酸SO_4^(2-)/ZrO_2-Fe_2O_3催化合成醋酸异戊酯

以合成醋酸异戊酯为探针反应,筛选出制备固体超强酸SO2-4 /ZrO2- Fe2O3 (SZF -1 )的最佳工艺条件为:ZrOCl2·8H2O9. 7g, FeCl3·6H2O16. 2g, 常温陈化24h, 0. 5mol·L-1 H2SO4 (15mL·g-1 )浸泡5h, 550℃焙烧3h。以SZF 1为催化剂合成醋酸异戊酯的反应条件为:异戊醇200mmol, n(异戊醇)∶n(醋酸) =1. 0∶1. 3, SZF -1 1g(反应物总质量的3% ), 环己烷15mL, 回流反应3h, 酯化率93. 47%。催化剂连续使用6次后酯化率仍在70%以上。

Pt-SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化剂的制备及其催化正戊烷异构化性能

制备了Pt-SO42-/ZrO2-A l2O3固体超强酸催化剂,采用XRD,TG-DTA,FT-IR,TPR,SEM,BET,ICP等表征方法对催化剂进行了表征。以正戊烷异构化反应为探针,在高压固定床-色谱联合装置上,评价了催化剂的活性,考察了空速v空、反应温度t、反应压力p和氢与正戊烷摩尔比对正戊烷异构化反应的影响。在t=200℃,p=2.0 MPa,v空=1.5 h-1,n(氢)/n(正戊烷)=4∶1的条件下反应时,正戊烷转化率为72.9%,异戊烷收率为67.6%,异戊烷选择性为92.8%,液收率为94.8%。

SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化合成脂肪酸季戊四醇酯的研究

以脂肪酸和季戊四醇为原料,三甲苯为带水剂,SO42-/ZrO2-Al2O3固体超强酸催化,合成脂肪酸季戊四醇酯。实验结果表明,控制酯化温度(180～200)℃、醇酸物质的量比为1∶5.6、催化剂加入量为原料总量的0.9%和反应时间为4h时,可获得最佳反应结果,酯化率达99.88%。IR谱表明,产品中羟基吸收峰基本消失,证明酯化反应较充分和完全。

SO_4^(2-)/WO_3-ZrO_2催化剂上硝基氯苯的区域选择性合成研究

制备了一系列钨锆原子比不同的SO42-/WO3 ZrO2固体酸催化剂,并对其进行了表征;研究了WO3的不同含量和不同焙烧温度条件下制备的催化剂对硝酸硝化氯苯的区域选择性。结果表明:在醋酐存在下,600℃焙烧的SO42-/WO3 ZrO2(0.15)催化剂催化下,氯苯与等物质的量的硝酸反应,其产物具有强对位选择性,氯苯一硝化产物中邻/对硝基氯苯异构体的质量比达0.30,产物得率可达55.8%。该反应快速,并将对硝基化合物的绿色合成产生极其重要的影响。

用磁性SO_4^(2-)/Fe^(2+)Fe_2^(3+)O_4-ZrO_2固体超强酸催化合成柠檬酸三丁酯初探

用磁性材料与对固体超强酸组合,制备出磁性SO42-/Fe2+Fe23+O4-ZrO2固体超强酸催化剂,并用于柠檬酸三丁酯的合成反应进行了活性测试和催化剂回收实验。得到最佳反应条件为:丁醇／柠檬酸(摩尔比)=3.7:1,反应温度为150℃,反应时问5 h,w(催化剂)=1.2％,柠檬酸的转化率达96％。可利用外加磁场将催化剂从产物中迅速分离,回收率达83.2％,并且催化剂能重复使用。

SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化合成邻苯二甲酸二辛酯(DOP)

采用把 Zr O2 附载在 AL2 O3 表面较共沉淀能制得的 SO2 -/ Zr O2 _ Al2 O3 催化剂具有更好的催化活性 .经催化合成 DOP实验 ,酯化率在 99%以上 ,选择性为 96- 98% .SEM、XRD及 IR分析表明 ,SO42 -/ Zr O2 - AL2 O3 具有固体超强酸的光谱特征 .呈一定晶态的催化剂较无定形催化剂催化活性更好 .

Pt/SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3在正己烷异构化反应中的催化行为

采用连续流动的固定床微反装置考察了Pt/SO24-/ZrO2-Al2O3(PSZA)在正己烷异构化反应中的催化行为。采用NH3-TPD、H2-TPR及TG表征了催化剂的酸性、还原性能及硫物种含量。结果表明,PSZA的初始异构化催化活性几乎不受反应温度的影响,而稳定性则与反应温度密切相关。低温下反应,催化剂在短时间内迅速失活,而提高反应温度可大大提高PSZA的反应稳定性。PSZA具有良好的再生性能,与新鲜催化剂相比,多次再生后的催化剂异构化催化活性基本没有变化。PSZA在低温下的快速失活与其催化活性中心产生的机理有关,而与其硫损失或硫物种的还原无关。在异构化反应过程中,催化剂通过氢溢流可产生强酸活性中心,并在反应过程中不断被消耗;在高温下通过氢溢流不断产生新的强酸中心,使催化活性保持稳定;而低温下氢溢流难以发生,消耗的强酸活性中心不能及时补充,使催化活性下降。