SO3／γ-Al2O3固体酸催化剂的制备、结构与酸性表征

用酸中和法制备了活性γ-Al2O3，并在其表面负载SO3得到固体酸催化剂SO3／γ-Al2O3，用XRD，TG-DTA，FT-IR，NMR，NH3-TPD等对其进行了结构和酸性研究．结果表明：在SO3／γ-Al2O3的制备过程中形成少量的Al2(SO4)3，同时SO3与γ-Al2O3表面上的羟基反应，形成强的Br（oe）nsted酸位，根据^1H／^27Al双共振（TRAPDOR)MAS NMR与FT-IR实验结果提出了Br（oe）nsted酸结构模型．SO3／γ-Al2O3表面存在两种不同强度的酸中心，其酸强度大于分子筛HZSM-5，但弱于传统的固体超强酸SO4^2-／γ-AL2O3．     

催化精馏专用填料型固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3-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Al2O3-Al一体型载体,并将活性固体超强酸SO42-/ZrO2引入到Al2O3-Al上,得到一种新型催化精馏专用填料式固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3-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56 μm, SO42-/ZrO2-Al2O3-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Al2O3-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,且稳定性较好.     

新型固体酸SO42-/Al2O3-Al 的制备与表征

采用铝阳极氧化法制备了A12O3-Al一体型载体．并通过浸渍硫酸的方法制备了新型固体酸SO4^2-／Al2O3-Al催化剂．采用BET、XRD、XPS和NH3-TPD对其结构和酸性进行了表征．结果表明，该催化剂具有合适的孔结构．Al2O3-Al载体为无定形结构．NH3-TPD结果表明．该催化剂同时具有弱酸及强酸位．用乙酸／乙醇酯化催化反应评估了该固体酸的催化性能．     

氟化γ-Al2O3表面酸性的NMR和FTIR表征

用红外光谱和核磁共振技术研究了氟化作用对γ-Al2O3的表面酸性（酸中心类型、强度及数量）的影响。吡啶和二甲基吡啶在氟化γ-Al2O3（F／γ-Al2O3）表面上吸－脱附的IR光谱和三甲基膦在F／γ-Al2O3表面上吸附的^31P MAS NMR结果表明，F／γ-Al2O3表面上既存在Lewis酸位又存在Broensted酸位。L酸的总量随氟含量的增加而减少。但其强度随之增加，且同时产生几种新的L酸位。B酸的数量和强度在样品含氟量为2％－3％间存在极大值。研究还表明，三甲基膦是一种测量F／γ-Al2O3表面酸性的灵敏的NMR探针分子，^31P MAS NMR和红外光谱的测试结果基本一致。同时，对氟化过程中酸位形成和变化机理进行了探讨。     

制备方法对H2SO4固体酸结构和催化性能的影响

 以溶胶-凝胶法和浸渍法制备了H2SO4固体酸催化剂. FT-IR, XRD和 29Si MAS NMR结果表明,两种方法得到的催化剂结构不同. FT-IR和 29Si MAS NMR结果表明,溶胶-凝胶法制备的固体酸H2SO4-SiO2中H2SO4和载体SiO2间存在相互作用; 1H MAS NMR结果表明,H2SO4-SiO2固体酸的酸强度和液体浓硫酸相当. 通过对柠檬酸与正丁醇的液/固相催化酯化反应比较了溶胶-凝胶法与浸渍法制备的固体酸的催化性能,结果表明,浸渍法得到的固体酸重复使用4次后活性消失; 溶胶-凝胶法制备的H2SO4-SiO2固体酸重复使用6次后仍显示出较高的活性和选择性.     

Cu(I)/SO2-4/ZnO和Cu(I)/S2O2-8/ZnO催化剂的制备与表征

采用浸渍法对无定形ZnO分别用稀H2SO4和(NH4)2S2O8溶液处理,制备了SO2-4/ZnO和S2O2-8/ZnO固体酸.通过固体离子交换法制备了Cu(Ⅰ)/SO2-4/ZnO和Cu(Ⅰ)/S2O2-8/ZnO两种催化剂,并采用XRD,FTIR,TPD和TPR等进行了表征.研究结果表明,用稀H2SO4和(NH4)2S2O8溶液分别浸渍处理无定形ZnO,经过500～600 ℃高温焙烧后得到的SO2-4/ZnO和S2O2-8/ZnO固体酸表面形成了Zn3O(SO4)2物种;py-FTIR结果表明,两者均具有B酸中心和L酸中心,进一步的NH3-TPD研究结果证明,制备的固体酸NH3脱附峰均出现在543 ℃附近,属于高强度固体酸.结构分析认为,由于SO2-4强烈的电子诱导作用,SO2-4和ZnO形成的桥式配位物种产生了B酸中心和L酸中心,而其螯合配位形成的物种没有酸性.SO2-4/ZnO和S2O2-8/ZnO固体酸与CuCl进行离子交换所制备的Cu(Ⅰ)/SO2-4/ZnO和Cu(Ⅰ)/S2O2-8/ZnO催化剂的Cu(Ⅰ)易于还原,对甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)表现出较高的活性和选择性,DMC选择性为98.3%,时空收率可达到1.9 g(g\5h).     

Cu(Ⅰ)/SO42-/ZnO和Cu(Ⅰ)/S2O82-/ZnO催化剂的制备与表征

采用浸渍法对无定形ZnO分别用稀H2SO4和(NH4)2S2O8溶液处理, 制备了SO42-/ZnO和S2O82-/ZnO固体酸. 通过固体离子交换法制备了Cu(Ⅰ)/SO42-/ZnO和Cu(Ⅰ)/S2O82-/ZnO两种催化剂, 并采用XRD, FTIR, TPD和TPR等进行了表征. 研究结果表明, 用稀H2SO4和(NH4)2S2O8溶液分别浸渍处理无定形ZnO, 经过500-600 ℃高温焙烧后得到的SO42-/ZnO和S2O82-/ZnO固体酸表面形成了Zn3O(SO4)2物种; py-FTIR结果表明, 两者均具有B酸中心和L酸中心, 进一步的NH3-TPD研究结果证明, 制备的固体酸NH3脱附峰均出现在543 ℃附近, 属于高强度固体酸. 结构分析认为, 由于SO42-强烈的电子诱导作用, SO42-和ZnO形成的桥式配位物种产生了B酸中心和L酸中心, 而其螯合配位形成的物种没有酸性. SO42-/ZnO和S2O82-/ZnO固体酸与CuCl进行离子交换所制备的Cu(Ⅰ)/SO42-/ZnO和Cu(Ⅰ)/S2O82-/ZnO催化剂的Cu(Ⅰ)易于还原, 对甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)表现出较高的活性和选择性, DMC选择性为98.3%, 时空收率可达到1.9 g(g·h).     

SO2-4/ZrO2/Fe3O4/Al2O3磁性固体超强酸的制备与表征

用化学共沉淀法制备了一系列SO2-4/ZrO2/Fe3O4/Al2O3磁性固体超强酸, 利用XRD、IR、TG-DSC、VSM、TEM及HRTEM等手段对样品结构进行了表征. 结果表明, 引入一定量的Fe3O4和Al2O3有利于四方晶相ZrO2(t)结构的稳定；Fe3O4超细粒子的引入, 使固体超强酸具备了超顺磁性；HRTEM 结果显示ZrO2晶体生长趋向于ZrO2(t)的[101]方向,其(101)晶面间距为d(101)=0.29 nm, 与XRD 衍射结果一致. Hammett 指示剂测得样品SZA-20-200-800酸强度(H0<-13.8)最强, 酸性大于浓硫酸(H0=-11.9).     

磁性纳米固体酸SO42--TiO2-Fe3O4催化剂的合成、表征及催化性能的研究

首先研究制备了Fe3O4和SO42--TiO2固体酸催化剂,在此基础上采用共沉淀和浸渍的方法制备了磁性和超细SO42--TiO2-Fe3O4固体酸催化剂。利用XRD,TEM和FT-IR等分析测试手段对催化剂的结构和性能进行了表征。测定结果证实该催化剂具有较小的粒度,较高的磁性表现。在乙酸丁酯合成反应中SO42--TiO2-Fe3O4展示了很高的催化活性(酯化率可达82.7%),而且利用Fe3O4的磁性可对催化剂进行分离和回收.     

固体酸催化剂对二甲醚水蒸气重整制氢过程的影响

将 HZSM-5 (n(SiO2)/n(Al2O3) = 25, 38, 50 和 93.5), HM, Hβ, HY 和γ-Al2O3 等多种固体酸催化剂用于二甲醚(DME)水解, 并将其分别同自制的 CuO/ZnO/Al2O3 催化剂进行机械混合, 制备双功能催化剂并用于 DME 水蒸气重整制氢反应. 结合 NH3 程序升温脱附表征手段, 考察了固体酸催化剂酸性位的强度、酸量及种类对 DME 水解和重整反应的影响;结合热重-差热扫描量热分析表征手段, 研究了 HZSM-5(93.5)和γ-Al2O3 在 DME 水解过程中的稳定性. 在此基础上, 进一步研究了固体酸催化剂对 DME 重整制氢反应中 DME 转化率、H2 摩尔产率以及含碳气体产物选择性的影响. 结果表明, 固体酸催化剂的酸性位的强度和酸量对 DME 重整制氢过程具有显著的影响, 强酸度和高酸量无益于 DME 水蒸气重整制氢;以 HZSM-5 为固体酸的双功能催化剂具有较好的低温活性, 而以γ-Al2O3 为固体酸的双功能催化剂在高温下具有较高的 H2 产率.     

Fe_2(SO_4)_3/γ-Al_2O_3固体超强酸的Mssbauer谱研究

采用浸渍法制备了一系列Fe2SO43/γAl2O3型固体超强酸样品用Mssbauer谱和XRD研究了不同温度处理对样品中铁组分的存在状态及稳定性的影响结果表明随Fe2SO43含量的变化铁组分可以在γAl2O3表面以单层分散和无定形形式存在当温度≥600℃时无定形状态的Fe2SO43又生成晶态的Fe2SO43而形成的晶态Fe2SO43即使在700℃时也不分解。     

氧化铝对Pt-SO2-4/ZrO2-Al2O3固体酸催化剂结构与酸性的影响

 通过混捏法制备了Pt-SO2-4/ZrO2-Al2O3固体酸催化剂,考察了该催化剂在正构烷烃低温异构化反应中的催化稳定性. 采用X射线衍射、差热分析、X射线光电子能谱、核磁共振、N2吸附-脱附和微量热等表征技术,对氧化铝的作用机理进行了研究. 结果表明,氧化铝起到结构助催化剂作用,对四方相氧化锆具有稳定作用,并延迟了氧化锆的晶化,抑制了氧化锆的烧结,从而增大了催化剂的比表面积和孔容. XPS结果表明, Zr 3d峰向低结合能方向移动, Al 2p峰向高结合能方向移动,说明Al3+的电子向Zr4+偏移. 微量热结果表明氧化铝的引入提高了催化剂的酸量和酸强度. 27Al固体核磁共振结果表明, Pt-SO2-4/ZrO2-Al2O3中的六配位铝的结构发生了变化. 氧化铝的引入还可能有助于氧化锆晶格缺陷的形成,焙烧过程中Al3+迁移进入氧化锆晶格并同晶取代Zr4+形成氧缺陷位,这些氧缺陷位在 S=O 键诱导下显示强酸性.     

硬脂酸法制备SO42-/Fe2O3-SiO2固体酸及其催化性能的初步探讨

首次用硬脂酸法制备了Fe2O3-SiO2混合氧化物,经浸渍H2SO4后再焙烧得SO2-4/Fe2O3-SiO2固体酸催化剂.用TEM,XRD,N2吸附/脱附和TG-DTA等手段对其进行了表征,结果显示制得的Fe2O3-SiO2混合氧化物具有多孔结构.且随着Si含量的增大,其比表面积明显增大,但孔径减小.用乙酸/丁醇酯化催化反应评估了该固体酸的催化性能.     

Fe2(SO4)3/γ-Al2O3固体超强酸的Mössbauer谱研究

采用浸渍法制备了一系列Fe2(SO4)3/ γ-Al2O3型固体超强酸样品,用Moessbauer谱和XRD研究了不同温度处理对样品中铁组分的存在状态及稳定性的影响。结果表明,随Fe2(SO4)3含量的变化,铁组分可以在γ-Al2O3表面以单层分散和无定形形式存在;当温度≥600℃时,无定形状态的Fe2(SO4)3又生成晶态的Fe2(SO4)3,而形成的晶态Fe2(SO4)3即使在700℃时也不分解。     

S_2O_8~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体超强酸催化剂的研制与应用

固体超强酸因其特殊的晶相结构和表面特性及高比表面积使其具有许多重要的催化特性 [1] ,某些经特殊处理得到的金属氧化物 (如 Zr O2 、Ti O2 、Fe2 O3 等 )负载 SO2 - 4后可以成为固体超强酸[2 ] .有关 SO2 - 4/ Zr O2 系列固体超强酸的研究和应用报道较多[3 ,4 a,5] .夏勇德等[4 b,6 ] 报道用( NH4 ) 2 S2 O8浸渍无定形 Zr( OH) 4可制备超强酸性和催化活性比 SO2 - 4/ Zr O2 更强的新型固体超强酸 S2 O2 - 8/ Zr O2 .本文在文献方法的基础上 ,研制出新型固体超强酸 S2 O2 - 8/ Zr O2 -Al2 O3 ,以乙酸和正丁醇的酯化反应作探…     

固体超强酸SO2-4/SnO2-Al2O3的红外光谱研究

以四氯化锡、硫酸铝为原料,氨水为沉淀剂,采用共沉淀法制得新型固体超强酸SO2-4/SnO2-Al2O3.采用FT-IR技术考察了金属元素摩尔比、焙烧温度、浸渍液以及掺杂稀土氧化物对该固体超强酸结构和性能的影响.FT-IR结果表明在该固体超强酸中,锡和硫酸根是以螯合和桥式两种方式配位结合,其中起催化活化作用的主要是和硫酸根以螯合双齿结合的锡;和SO2-4/ZrO2型超强酸相比,SO2-4/SnO2-Al2O3超强酸的硫酸根FT-IR特征吸收峰发生蓝移,显示出更强的酸性.锡铝摩尔比为9∶1、焙烧温度为773K、焙烧时间为3h时,制得的SO2-4/SnO2-Al2O3样品对酯化反应的催化性能最好.     

SO4 2- /ZrO2酸性及其催化液化性能研究

通过沉淀 浸渍法制备了一系列SO4 2－/ZrO2固体酸催化剂,利用NH3-TPD、FT-IR及间歇式高压加氢实验考察了SO4 2－/ZrO2固体酸的酸性和催化液化性能。对SO4 2－/ZrO2固体酸的结构进行了XRD、BET及TG/DTA表征。结果表明,SO4 2－/ZrO2固体酸表面酸中心强度呈非均一化、连续分布,中强酸是SO4 2－/ZrO2主要的酸中心;煤液化反应中,SO4 2－/ZrO2固体酸催化作用主要表现为催化裂解,酸中心越强,催化活性越高;提高SO4 2－/ZrO2焙烧温度,有利于提高酸中心强度及强酸中心分布、增大煤的转化率;650℃焙烧3h ,SO4 2－/ZrO2催化活性最高,煤液化转化率达到76.77%。     

γ-Al2O3改性对AlCl3/γ-Al2O3催化剂性能的影响

采用HCl和NaOH改性γ-Al2O3载体制备AlCl3/γ-Al2O3固载催化剂,用吡啶-FTIR和吡啶-TPD技术分析了催化剂的表面酸性(酸中心类型、酸强度和酸量),并以1-癸烯齐聚作为探针反应,研究了催化剂的稳定性以及催化剂对聚合反应的影响.结果表明,催化剂含有两种酸类型,即Lewis酸和Br(o)nsted酸,与未改性的催化剂相比,氢氧化钠改性载体制备的催化剂,酸量增大了47％,催化剂催化1-癸烯的齐聚反应活性增加了11.4％;而经盐酸改性制备的催化剂酸量增大112％,催化剂的活性增加了33.6％.酸强度依AlCl3/γ-Al2O3,AlCl3/γ-Al2O3(NaOH),AlCl3/γ-Al2O3 (HCl)的顺序增强.     

高岭土负载SO42-/ZrO2-TiO2催化剂的制备及其在缩酮合成中的应用

以经H2SO4处理焙烧的高岭土为载体,制备了以其负载的SO2-4/ZrO2-TiO2固体酸催化剂。 用FT-IR、XRD和NH3-TPD等测试技术表征了催化剂的微观结构及酸强度,考察了对环己酮乙二醇缩酮反应的催化活性及稳定性。 结果表明,酸化处理使高岭土表面酸量增加,但酸强度变化不大,而其负载SO2-4/ZrO2-TiO2后,经500 ℃焙烧3 h其酸量及酸强度显著升高。 环己酮用量为0.2 mol、乙二醇0.24 mol、催化剂1.2 g、带水剂环己烷15 mL,回流反应70 min后,缩酮收率可达96.8%,催化剂重复使用5次收率保持在90%以上。