稻壳炭基固体酸催化剂的制备及其催化酯化反应性能

以热解稻壳炭为原料, 浓硫酸为磺化剂制备了固体酸催化剂. 采用X射线衍射、X射线光电子能谱、元素分析、孔结构分析和热重-质谱联用等手段对其进行了表征. 以油酸和甲醇的酯化为探针反应, 考察了磺化温度和时间对催化剂活性的影响, 探讨了反应条件对油酸转化率的影响, 并对所制催化剂的稳定性进行了研究. 结果表明, 制备该催化剂的适宜磺化温度和时间分别为90℃和0.25 h, 在该条件下制得的催化剂为无定形碳结构, 磺酸基密度为0.7 mmol/g. 该催化剂表现出较高的催化酯化反应活性, 在催化剂用量为5%、甲醇/油酸摩尔比为4、酯化温度和时间分别为110℃和2 h的条件下, 油酸的酯化率可达98.7%. 该催化剂具有较好的稳定性, 经7次连续反应后, 油酸的酯化率仍可达96.0%.     

硅烷偶联剂改性SBA-15固载Keggin型杂多酸催化合成柠檬酸三丁酯

以3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MEMO)表面改性的介孔分子筛SBA-15为载体,制备了一系列介孔分子筛/硅烷偶联剂@杂多酸复合催化剂SBA-15/MEMO@HnXW12O40(X=P⁵+,Si⁴⁺,B³⁺;n=3,4,5),并利用FTIR、P-XRD、TEM、N2吸附-脱附对其结构进行表征。以SBA-15/MEMO@HnXW12O40(X=P⁵⁺,Si⁴⁺,B³⁺;n=3,4,5)为负载型杂多酸催化剂对柠檬酸三丁酯的催化合成进行研究,分别考察了酸醇摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间对催化合成柠檬酸三丁酯酯化率的影响,并获得合成柠檬酸三丁酯的最佳工艺条件。结果表明:当负载型硅钨酸催化剂的负载量为50%、催化剂用量为3.8%、酸醇摩尔比为1∶4、反应温度为140℃、反应时间为6 h、环己烷用量为5 mL时酯化率可达97.56%,重复使用7次后酯化率仍可达62.67%。     

磺酸基功能化的有序SBA-15-SO3H介孔分子筛的合成及其在苯酚叔丁基化反应中的应用

通过一步法合成了SBA-15-SO3H介孔分子筛,用XRD,TEM,低温N2吸附和吡啶吸附红外光谱等方法进行了表征,并研究了其在苯酚叔丁基化反应中的催化性能.结果表明,SBA-15-SO3H保持了母体SBA-15高度有序的六方介孔结构,具有较强的酸性和热稳定性,且在苯酚叔丁基化反应中表现较好的催化活性和2,4-二叔丁基苯酚选择性.     

生物质炭基固体酸催化剂的制备

 以生物质木粉为原料, 采用炭化-磺化法制备了炭基固体酸催化剂, 并用于油酸与甲醇的酯化反应, 考察了制备条件对炭基固体酸催化剂活性的影响. 采用 X 射线衍射、红外光谱、热重分析、高分辨透射电子显微镜及元素分析等手段对催化剂进行了表征. 结果表明, 由生物质木粉制备的炭基固体酸催化剂具有较高催化酯化反应活性, 在 400 oC 下炭化 0.5 h, 135 oC 下磺化 1 h 制备的炭基固体酸催化剂在精馏分水连续酯化装置中催化油酸与甲醇的酯化反应 2 h 时, 酯化转化率达到 96%. 采用炭化-磺化法制备的生物质炭基固体酸催化剂具有蠕虫状的无序乱层炭结构, 磺酸基 (－SO3H) 含量高达 13.25%, 并且在 220 oC 以下时具有良好的热稳定性.     

表面含磷酸的介孔分子筛P-SBA-15的合成及其性能评价

采用后合成法，将磷酸固载在纯硅介孔分子筛SBA-15表面上。利用X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）、氮气吸附 脱咐法（BET）分析方法表征催化剂的物理性能。结果表明，催化剂P-SBA-15在高温焙烧后保持了稳定的介孔分子筛SBA-15结构，该催化剂的比表面积和孔径分别为605.45m2/g和5.576nm（磷硅摩尔比5%）。选用十一碳烯酸与异丙醇的酯化反应对催化剂P-SBA-15的催化反应性能进行评价，同时与其他几种微孔沸石分子筛催化剂催化性能相比表明，磷酸改性的介孔分子筛P SBA 15是合成十一烯酸异丙酯较为理想的固体酸催化剂，考察了催化剂的稳定性。     

介孔分子筛P-SBA-1催化合成柠檬酸三丁酯

采用后合成法制备了介孔分子筛催化剂P-SBA-1,并用XRD和SEM对催化剂进行分析,表征结果表明催化剂P-SBA-1具有立方结构(空间点群Pm3n)。选用液体酸H2SO4和微孔分子筛HY、ZSM-5与SBA-1进行对比,结果表明催化剂的活性高低顺序为:H2SO4SBA-1HYZSM-5。将改性后的介孔分子筛P-SBA-1作为固体酸催化剂合成柠檬酸三丁酯。重点考察了催化剂用量、酸醇摩尔比、反应温度、反应时间等因素以及催化剂的重复使用性能。结果表明P-SBA-1催化合成柠檬酸三丁酯的最佳条件为:反应温度140℃,酸醇摩尔比1∶6,催化剂用量为反应物总质量的1.5%,反应时间5h。催化剂P-SBA-1重复使用性能良好。     

Fe/Cu-HMS分子筛选择性催化氧化苯甲醇的研究

采用溶胶-凝胶法,室温条件下合成了不同Cu含量的Fe/Cu-HMS介孔分子筛催化剂,通过X-射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附和扫描电镜(SEM)对合成的催化剂进行了表征;在无助剂条件下,以苯甲醇氧化为反应探针,考察了催化剂Fe/Cu-HMS的催化活性。研究表明:铁、铜部分进入分子筛骨架,没有改变分子筛的介孔结构,具有良好的分散性;在80℃反应温度下,苯甲醇与过氧化氢摩尔比为1∶2,Fe/Cu(50)-HMS为催化剂,反应时间4 h,苯甲醇转化率可达69.9%,苯甲醛选择性达到90.0%,催化剂在重复使用3次后活性基本不变。     

CuWO4/SBA-15催化剂的制备及其光催化氧化脱硫性能

以CuWO_4为活性组分、SBA-15介孔分子筛为载体,制备CuWO_4/SBA-15催化剂,利用XRD、N_2吸附-脱附、FT-IR、UV-vis、SEM、EDS和TEM对催化剂进行表征分析;以二苯并噻吩(DBT)的十二烷溶液为模拟油,研究了CuWO_4/SBA-15的光催化氧化脱硫(PODS)性能。结果表明,CuWO_4/SBA-15保持了载体高度有序的二维六方介孔结构,活性组分分布均匀,且随负载量增加,其比表面积、孔径和孔容依次减小。与CuWO_4相比,CuWO_4/SBA-15的UV-vis吸收边界蓝移,禁带宽度增加。以二苯并噻吩(DBT)的十二烷溶液为模拟油,评价催化剂的光催化氧化脱硫(PODS)性能。当CuWO_4与SiO_2质量比为0.07,催化剂用量为3%,O/S物质的量比为10∶1,剂油体积比为1∶1,光照反应100 min时,催化剂脱硫率最高,可达到81.5%,明显高于CuWO_4,催化剂重复使用六次后,活性没有明显下降。在PODS反应过程中,·OH和h~+是反应的主要活性物种。     

SBA-15负载的Cu(Ⅱ)席夫碱配合物催化的苯乙烯氧化反应制备苯甲醛

采用一步法将原硅酸四乙酯与3-氨丙基三乙氧基硅烷在表面活性剂P123作用下,酸性共水解制备出氨基功能化的介孔分子筛SBA-15(NH2-SBA-15),再利用其中氨基与水杨醛的缩合反应制备SBA-15固载的席夫碱,该席夫碱与Cu(NO3)2溶液反应最终制成固定于SBA-15的Cu(II)席夫碱配合物多相催化剂Cu-SBA-15.采用X射线衍射、红外光谱仪、紫外可见分光光度计、场发射电镜、透射电镜、N2吸附-脱附、元素分析、原子发射光谱和热重分析对催化剂进行了表征,并将此催化剂用于无有机溶剂条件下催化氧化苯乙烯制备苯甲醛,考察了反应时间、反应温度、H2O2用量、水的用量、催化剂用量对反应的影响.当反应温度为100°C,反应时间8 h,H2O2与苯乙烯的摩尔比为2:1,不额外添加溶剂,且催化剂用量为3.8 wt%时,苯乙烯的转化率最高为84.4%,苯甲醛选择性为83.9%,催化剂的TOF值为261.1 h–1,并且重复使用3次后活性没有明显下降.规则的孔道、较大的比表面积以及分布均匀的活性中心可能是催化剂活性提高的原因.     

稀土固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2/La~(3+)催化合成丙酸苄酯

采用浸渍法制备了稀土固体超强酸SO2 -4/TiO2 /La3 + ,并运用IR、XRD和Hammett指示剂法对其进行了表征。以制备的固体超强酸SO2 -4/TiO2 3 + 为催化剂、丙酸和苯甲醇为原料合成了丙酸苄酯。考察了催化剂的制备条件及合成条件对酯化率的影响 ,结果显示催化剂最佳制备条件 :钛前体氧化物的浸渍液为含 0 0 7mol·L-1La3 + 的硫酸溶液 ,焙烧时间 3h ,焙烧温度 5 0 0℃。最佳反应条件 :醇酸摩尔比为 1∶2、催化剂用量为苯甲醇用量的 9 3%、反应时间 3h、反应温度 12 0℃ ,酯化率达 84 0 %以上。用IR、1H NMR等手段对产品进行了表征。     

表面含磺酸基的介孔分子筛催化剂SBA-15-SO3H的制备及其催化性能

采用直接和后合成两种方法制备出含碘酸基的介孔分子筛SBA－15－SO3H，用XRD和红外光谱分析制备过程中催化剂结构和组成的变化。结果表明，两种方法制备出的含磺酸基的催化剂都保持了SBA－15分子筛的完整晶体结构，并含有质子酸中心－SO3H；固体核磁共振表征结果证明，两种方法都使MPTMS存在于分子筛的表面；用N2吸附－脱附测定了它们的比表面积、孔径和孔容；TGA分析认为，MPTMS在分子筛表面的热稳定性大于300℃，酸碱滴定结果说明，地接法获得的催化剂的酸中心多于后合成法，酯化反应结果表明，直接法合成的催化剂比后合成法具有更高的稳定性，且简便、快捷、高效。     

疏水双功能介孔固体酸的合成及其在乙酸乙酯酯化反应中的应用

通过水热合成法一步合成了具有不同疏水基团－CH₃ 、－(CH₃)₂ 和－(CH₃)₃的双功能介孔固体酸SBA-15-SO₃H－(CH₃)_x催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、N₂吸脱附、元素分析等方法对催化剂进行了表征,并在乙酸乙酯酯化反应中进行催化性能评价。结果表明,随着疏水前驱体中甲基数的增加,样品的疏水性增强。SBA-15-SO₃H-(CH₃)_x催化剂的催化活性随着疏水性的增强而提高,而具有较强疏水性的材料SBA-15-SO₃H-(CH₃)₃在反应中具有较高的催化性能。以SBA-15-SO₃H-(CH₃)₃为催化剂,酯化反应的最优条件为：温度为120℃,乙酸与乙醇摩尔比为4∶1,催化剂质量分数为1 %,反应时间为1h。在此条件下,乙醇的转化率和乙酸乙酯的选择性分别为93%和100%。     

磺酸基团功能化的碳-硅介孔复合材料的制备及其在生物柴油绿色合成中的应用(英文)

利用化学浸渍法将蔗糖负载到 SBA-15 介孔材料孔道内部, 高温炭化形成的多聚苯环经发烟硫酸气相磺化处理后, 得到磺酸基团功能化的新型碳-硅介孔复合材料. 发烟硫酸气相磺化处理是该材料合成的关键步骤. X 射线衍射、扫描电镜和氮气吸附结果表明, 碳-硅介孔复合材料经磺酸化处理保持了高度有序的介孔结构. 热重、傅里叶变换的红外光谱及吡啶吸附红外光谱结果证明, 磺酸功能基团成功的嫁接于碳-硅介孔复合材料孔道的内表面, 反应活性中心为 Br?nsted 酸, 酸密度在 0.09~0.70 mmol/g 可以有效调变. 当碳负载量为 35% 时, 该复合材料在生物柴油的绿色合成中显示出最优的催化性能, 且可重复使用 3 次以上.     

醋酸溶液中Pd-CuPc/Y催化甲烷选择氧化制甲醇

以氯化铜、钼酸铵、苯酐、氯化铵、尿素和NaY分子筛为原料,采用苯酐-尿素法制备了酞菁铜/分子筛复合物CuPc/Y.采用等体积浸渍法将金属钯担载在CuPc/Y上制备了Pd-CuPc/Y催化剂,并在醋酸水溶液中考察了其催化甲烷选择氧化合成甲醇反应的性能,结果表明,催化性能与反应温度、溶剂中CH₃COOH与H₂O的混合比例、对苯醌用量、反应时间等因素有关,在0.5%Pd-0.5%CuPc/Y添加量0.5 g、CH₃COOH与H₂O体积比4∶1、对苯醌用量1 000 μmol、反应时间3 h、反应温度150 ℃的条件下,甲醇的最佳生成量为1 840 μmol.Pd-CuPc/Y催化剂可以多次循环使用,但由于催化剂流失和催化剂表面的钯粒子聚集的原因,循环使用后的催化剂催化活性有所下降.Pd-CuPc/Y在醋酸溶液中催化甲烷选择氧化合成甲醇是亲电取代反应和活性氧物种氧化共同作用的结果.     

吗啡啉碱性离子液体催化合成油酸甲酯

采用两步法合成了由阳离子N-甲基-N-丁基吗啡啉和阴离子氢氧根搭配的[Nbmm]OH新型碱性离子液体。实验利用FT-IR、元素分析和TGA分别对该离子液体的化学结构和热稳定性进行了表征。结果表明,该离子液体的热稳定性超过200℃。对该离子液体的溶解性能进行了考察, 结果表明,该离子液体能与强极性溶剂互溶,而且其水溶液的碱性较强。为了考察该离子液体对酯化反应的催化活性,实验过程中以油酸和甲醇反应生成油酸甲酯的酯化反应为模型反应,评价该离子液体的催化活性。结果表明,当反应温度60℃、酸醇比为1:6、离子液体加入量为原料总质量的15%、反应10 h时,油酸转化率达93.9%,而且该离子液体易于从反应体系中分离,可以循环使用。     

Kinetics of hydrogen production of methanol reformation using Cu/ZnO/Al2O3 catalyst

The catalytic performance of methanol reformation using Cu/ZnO/Al2O3 was investigated at low temperature. The operation conditions, such as composition of Cu, Zn, and Al, temperature, molar ratio of H2O/CH3OH, weight hourly space velocity, catalyst weight, and kind and flow rate of carrier gas (helium and air), were evaluated to obtain the optimum reaction condition. The catalysts were prepared by oxalic coprecipitation, coprecipitation, and polyol method. The weight composition of Cu, Zn, and Al prepared by oxalic coprecipitation was 15:15:5 by high-throughput screening of combinatorial chemistry method, which was the best Cu/ZnO/Al2O3 catalyst. The prepared catalysts showed high activity and selectivity towards hydrogen formation. The methanol conversion, production rate, and volumetric percentage of hydrogen using this best catalyst were larger than 95%, 0.65 mol/h x g and 59%, respectively, and the CO volumetric percentage was smaller than 0.22% when the reaction temperature was 240 degrees C. The size and dispersity of copper, and the activity and turnover frequency of the catalyst were calculated as well.     

Preparation, Characterization and Catalytic Performance of La-SO42-/SBA-15 in Esterification of Acetic Acid with n-Butanol

La-SO42-/SBA-15 was synthesized with various amounts of lanthanum via incipient-wetness impregnation.Characterization was done by X-ray diffraction(XRD), transmission electron micrographs(TEM), nitrogen adsorption,FTIR spectroscopic analysis, thermogravimetric analysis, and the total amount of acidity of catalyst was estimated by TPD of NH3. The results indicate that lanthanum has been incorporated into SBA-15 molecular sieve. The prepared materials(La-SO42-/SBA-15) keep the highly ordered mesoporous two-dimensional hexagonal structure and do not change the mesoporous channel structure of the support SBA-15. The catalyst showed best catalytic activity in the synthesis of n-butyl acetate. The optimum conditions of the esterification by orthogonal experiments were studied: the molar ratio of n-butanol to acetic acid 1:1.2, the amount of catalyst 7.5%, reaction time 80 min. The yield of n-butyl acetate could reach 93.2% under the optimum conditions. The catalyst was recyclable, cost effective and environmental friendly.