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。

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。

固体酸催化剂SO_4^(2-)/ZrO_2-Nd_2O_3的制备、表征及其在乳酸丁酯合成中的应用

采用微波加热法制备了SO2-4/ZrO2-Nd2O3固体酸催化剂,采用XRD、热分析等方法对其进行了表征,并对其催化合成乳酸丁酯的性能进行了研究.实验结果表明:与SO2-4/ZrO2催化剂相比,SO2-4/ZrO2-Nd2O3催化剂具有更高的催化活性;催化剂的重复使用性能和稳定性能良好.

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 。

SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-Al固体酸催化合成乙酸己酯

采用铝阳极氧化法制备了Al2O3-Al一体型载体,通过浸渍的方法将固体超强酸SO42-/ZrO2引入到Al2O3-Al上,得到一种新型的固体酸催化剂SO42-/ZrO2-Al2O3-Al,用XRD和NH3-TPD等技术对其结构和表面酸性进行了表征,并研究了反应条件等因素对催化合成乙酸己酯催化性能的影响。结果表明,SO42-/ZrO2-Al2O3-Al固体酸对乙酸己酯合成反应具有很好的催化活性和选择性,催化剂不经处理,可循环使用多次,与一些常见的催化剂相比,具有明显的优点。

Cu/ZrO_2/S_2O_8^(2-)/γ-Al_2O_3固体酸催化剂制备与催化选择还原NO性能

以拟薄水铝石焙烧得到的γ-Al2O3为载体,分步浸渍负载(NH4)2S2O8、ZrOCl2和Cu(NO3)2,制成Cu/ZrO2/S2O28-/γ-Al2O3固体酸催化剂.考察了Cu/ZrO2/S2O82-/γ-Al2O3在富氧条件下对C3H6选择还原NO的催化性能,并借助SEM、XRD、Py-IR和TPR等表征方法研究了它的结构和性能的关系.性能的实验结果表明,Cu/ZrO2/S2O28-/γ-Al2O3在无水条件下能使NO的最大转化率达到82.9%,在有10%水蒸气存在条件下仍能使NO的最大转化率达到80.2%.表征测试的结果表明,S2O82-和ZrO2能够抑制γ-Al2O3颗粒之间的烧结及CuAl2O4尖晶石相的生成,同时促使催化剂表面新酸性中心(B酸)的形成及总酸量的增加,另外ZrO2还能提高Cu物种的还原性,从而有效地改善了催化剂的催化活性和水热稳定性.

固体超强酸S_2O^(2-)_8ZrO_2-Al_2O_3催化合成丙酸苄酯的研究

用固体超强酸S2 O2 -8 ZrO2 -Al2 O3催化苯甲醇与丙酸的酯化反应合成了丙酸苄酯 .实验结果表明 :S2 O2 -8 ZrO2 -Al2 O3具有较高的催化活性 .考察了苯甲醇与丙酸摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间、带水剂环己烷用量对酯收率的影响 .在典型反应条件下 (苯甲醇与丙酸摩尔比 =1.2∶1,1.0g催化剂 0 .33mol丙酸 ,反应温度 16 0℃ ,反应时间 3.0h和 10ml环己烷 ) ,丙酸苄酯的收率可以达到 86 .6 % .该催化剂易于回收且可重复使用 。

固体酸SO_4^(2-)/ZrO_2-Fe_2O_3催化合成L-乳酸酯的研究

将固体酸SO42-/ZrO2-Fe2O3用于催化L-乳酸和2-异亚丙基氨基氧基乙醇的酯化反应。确定了最佳反应条件:带水剂为甲苯,醇酸摩尔比为3.5:1,催化剂用量为L-乳酸质量的6%,反应时间为8 h,在此条件下酯化率可达62.5%。

SO_4^(2-)/ZrO_2型固体超强酸催化剂的改性

针对传统SO24-/ZrO2固体超强酸存在稳定性较差等缺点,通过添加α-Al2O3和偏钨酸铵对其进行改性,制备出复合氧化物固体超强酸SO42-/ZrO2-WO3-Al2O3(SWZA).为了获得催化性能高的SZWA催化剂,采用流动指示剂法测定改性催化剂的酸度,同时利用XRD,FTIR,TGA-DSC,SEM等多种现代物理方法对SWZA催化剂进行表征,研究了陈化温度、焙烧温度等制备条件以及Al2O3,WO3等不同金属氧化物的引入对产物催化性能的影响.实验结果表明:较低的陈化温度使催化剂表面易形成结晶中心,降低了质点的迁移速率,抑制了晶粒生长,易于生成小且规则的晶粒,使得到的催化剂具有较大的比表面积;在制备催化剂时,500℃的焙烧温度有利于ZrO2向四方晶型转化,增大了超强酸的比表面积;Al2O3的引入增加了超强酸的Lewis酸位,提高了催化剂的催化活性;WO3的引入对催化剂晶型具有定向诱导作用,延迟了ZrO2晶化,稳定了亚稳态的四方晶型,缓和了SO42-高温下分解流失的趋势.

复合纳米固体超强酸SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-SiO_2的制备及催化合成乙酸戊酯的研究

制备了纳米级复合固体超强酸SO42-/ZrO2-Al2O3-SiO2催化剂,研究了其对乙酸和正戊醇酯化反应的催化作用,确定了反应的最佳条件:复合氧化物中n(Zr):n(Al):n(Si)=1:4:1,浸渍液(NH4)2SO4浓度为2mol/L,600℃焙烧3h,n(酸):n(醇)=1:1.4,催化剂用量为反应物料总质量的4.4%,在130℃下反应6h,乙酸戊酯的收率为89.13%。并通过XRD、IR、流动Hammett指示剂法以及TEM法对催化剂进行了表征,该催化剂的酸强度为-12.70<Ho≤-11.99。

SO_4^(2-)/Fe_2O_3固体酸的制备及其催化合成生物柴油的研究

探讨了SO42-/Fe2O3固体酸催化剂的最佳制备条件,将其用于催化合成生物柴油,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间及醇酸摩尔比对酯化反应的影响。结果表明,当浸渍硫酸浓度为0.5mol·L-1、焙烧温度为600℃、焙烧时间为3h时催化剂活性最强;利用自制的固体酸催化剂催化合成生物柴油,在催化剂用量为3%(以油酸质量计)、反应温度为70℃、反应时间为2h、甲醇与油酸摩尔比为2∶1的最佳反应条件下,酯化率为63.2%。

填料式SO_4^(2-)/TiO_2-Al_2O_3-Al固体酸催化合成乙酸乙酯

采用阳极氧化铝模板法(AAO)制备了Al2O3-Al一体型多孔氧化铝载体,采用电沉积技术将TiO2沉积到氧化铝多孔的纳米孔道内,制备了催化精馏用拉西环填料式TiO2-Al2O3-Al复合载体,采用浸渍法制备了SO24-/TiO2-Al2O3-Al固体酸催化精馏元件,以乙酸乙酯的合成为模型反应考察了所制备固体酸催化剂的酯化活性。实验结果表明,适宜的工艺条件为:焙烧温度为450℃,焙烧时间为2h,原料配比(醇酸摩尔比)为1∶1,反应时间为2h,反应催化剂用量为2.0g。

SO_4^(2-)/Bi_2O_3固体超酸的制备及其可见光催化性能

采用水热法结合H2SO4浸泡处理成功合成了SO42-/Bi2O3可见光催化材料,并采用XRD、TG-DTA和UV-Vis等对合成产物的物相结构、热化学性能、光吸收性能以及可见光催化性能进行了研究,对H2SO4浸泡工艺条件对产物的可见光催化性能的影响进行了探讨。研究表明,水热合成产物为α-Bi2O3、Bi2O4和Bi2O2CO3的混合物,其中α-Bi2O3为主要成分;H2SO4浸泡处理并未改变产物的物相结构,但经H2SO4浸泡处理后产物的光催化性能得到了显著的提高,并且H2SO4浸泡工艺条件对产物的光催化活性有着重要的影响。在实验范围内,在浓度为0.5mol·L-1的H2SO4溶液中浸泡75min,再经700℃热处理4h可制备出具有较佳光催化活性的产物,经75min可见光的照射后对甲基橙溶液的光催化脱色率可达93.1%。

稀土掺杂纳米固体超强酸SO_4^(2-)/SnO_2-Eu_2O_3催化合成十六烷酸乙酯的研究

目的研究稀土掺杂纳米固体超强酸SO2-4/SnO2-Eu2O3催化剂对合成十六烷酸乙酯的影响,确定最佳反应条件。方法利用溶胶-凝胶法及改性技术制备稀土掺杂纳米固体超强酸SO2-4/SnO2-Eu2O3催化剂,并用单因素法研究催化剂的最适宜制备条件;采用正交试验来确定十六烷酸乙酯催化合成的最佳条件。同时利用熔点、红外光谱等手段对产品进行物性和结构表征。结果 Eu2O3的添加量为1.5%(指Eu2O3占SO2-4/SnO2的摩尔分数),硫酸浸渍液的浓度为2.0mol/L,焙烧温度为500℃,焙烧时间为2.5h条件下,制备出的SO2-4/SnO2-Eu2O3催化剂具有最好的催化活性。通过正交实验确定的酯化反应优化条件是:在80~85℃的回流反应温度下,醇酸摩尔比为5.0∶1.0,催化剂用量为反应物总质量的5.0%,反应时间4.0h,十六烷酸乙酯的酯化率可达97.0%以上。各种分析结果一致表明,催化合成所得之物与十六烷酸乙酯标准相符合。结论该催化剂具有良好的催化活性和重复使用性,反应条件温和,方法简便,酯化率高,具有很好的工业化应用价值。

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%。

复合体酸ZrO2—SnO2—Fe2O3／SO^2— 4的制备

用化学共沉淀法并用乙二醇作分散剂,制备复合氧化物基ZrO2-SnO2-Fe2O3/SO^2- 4固体超强酸，并对影响酸强度的各种因素进行了考察，确定了三种元素的最佳配比，硫酸的最佳浓度，浸泡时间，烧结温度及最佳烧结时间等，并对其在乙酸与乙醇的酯化反应中的催化作用进行了部分考察，表明其具有一定的催化活性。

固体酸SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化合成乙腈的研究

合成了由乙酸与氨气合成乙腈的催化剂固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3,该催化剂具有催化效率高、选择性好、对环境无污染等特点,使乙腈产品产率由30%提高到85%,纯度提高到99.1%.

超声化学共沉淀法制备SO_4^(2-)/ZrO_2/Al_2O_3固体酸及其催化作用

采用超声化学共沉淀法制备SO24-/ZrO2/Al2O3固体超强酸催化剂,采用FT-IR、TG-DTG对催化剂进行了表征,并对催化剂的酸性强度及催化乙二胺合成哌嗪的性能进行了研究.结果表明,该催化剂具有桥式双配位结构,该结构在温度超过700℃时被破坏;随浸渍溶液浓度增大,催化剂的酸性强度和含硫量均先增大后减小;随陈化时间增加,催化剂的酸性强度增大,但陈化时间超过9 h后,催化剂的酸性强度没有明显变化;焙烧温度不超过550℃时,催化剂的酸性强度随焙烧温度升高而增强,但温度超过550℃后,催化剂的酸性强度随焙烧温度升高反而降低;随催化剂中Al摩尔分数的增大,催化剂的酸性强度先增大后减小.引入Al对于提高乙二胺的转化率、改善哌嗪的收率和选择性具有一定的作用,并且哌嗪的收率和选择性随Al含量的增大而增大.

微波辐射下稀土固体超强酸催化合成蔗糖棕榈酸酯

以蔗糖棕榈酸酯合成产率为目标函数,采用正交实验法分别研究了稀土固体超强酸催化剂的制备方法和微波辐射下催化合成蔗糖棕榈酸酯反应的最佳条件。结果表明,Nd3+-SO42-/ZrO2催化剂的最佳制备方法和条件为:通过ZrOCl2与NH3.H2O的沉淀反应制备无定型水合氧化锆;将合成的无定型水合氧化锆在2%的硫酸钕溶液中浸泡30min;浸积有钕的水合氧化锆沉淀经过滤、洗涤和干燥后在600℃下煅烧3h。而蔗糖与棕榈酸的酯交换反应条件为:酯糖比1∶1.2,微波辐射功率390W,反应时间15min,催化剂用量为原料的5%。在上述条件下,三次平行试验的平均产率达到68%,高于相同条件下以无水碳酸钾作催化剂时的合成产率。