高岭土负载SO2-4/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SO4(2-)/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SO4(2-)/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.     

固体超强酸催化剂SO2-4/TiO2-WO3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(H2WO4)=12.5%,硫酸浸渍浓度为1.0 mol·L-1,焙烧温度为580℃,活化时间3 h.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l h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-l,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%.     

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% .     

钛基固体超强酸对环己酮乙二醇缩酮催化反应的特性

合成S042-/TiO2、SO42-/TiO2-Ce(Ⅳ)、SO42-/TiO2-ZrO2三种不同的固体超强酸,以环己酮乙二醇缩酮为探针反应,发现550℃下焙烧的SO4 2-/TiO2-Ce(Ⅳ)催化活性最好.并以SO42-/TiO2-Ce(Ⅳ)为催化剂,考察反应温度、催化剂用量、反应时间、反应物配比和带水剂对缩酮化反应转化率和选择性的影响.结果表明,反应温度为110～125℃、催化剂用量占反应物料总质量的0.5%、环己酮和乙二醇物质的量比为1:1.5、反应时间为1 h、环己烷为带水剂时,环己酮的转化率达95.2%,环己酮乙二醇缩酮的选择性98.7%,催化剂的重复使用效果好.     

SO42-/ZrO2-TiO2催化苯与1-十二烯烷基化合成十二烷基苯

利用沉淀-浸渍法制备了SO42-/ZrO2-TiO2固体酸催化剂,优化了SO42-/ZrO2-TiO2催化苯与1-十二烯烷基化合成十二烷基苯的工艺条件,并通过IR及GC/MS对产物的结构进行了表征.结果表明: SO42-/ZrO2-TiO2对苯与1-十二烯的烷基化反应具有良好的催化性能,其催化中心主要为B酸中心.0.12g催化剂/ mL1-十二烯、n(苯)/n(烯)=6:1、反应时间3 h等优化条件下1-十二烯转化率100%,LAB与2-LAB选择性分别达到90.3%和88.6%.使用后的催化剂可以通过H2SO4浸渍500 ℃焙烧再生.GC/MS分析表明产物主要包括2～6-LAB及少量二烷基苯.     

ZrO2-TiO2/SO2-4催化合成马来酸二异戊酯

以马来酸酐和异戊醇为原料,复合型固体超强酸ZrO2-TiO2/SO2-4-为催化剂催化合成了马来酸二异戊酯.最佳工艺条件为:催化剂活化温度450℃,活化时间5 h,1.0 mol·L-1H2SO4,催化剂用量1.0 g,酸醇摩尔比为1:4,回流分水70 min,酯化率达98.72%.ZrO2-TiO2/SO2-4-具有良好的催化活性,可重复使用5次以上.     

ZrO_2-TiO_2/SO_4~(2-)催化合成马来酸二异戊酯

以马来酸酐和异戊醇为原料,复合型固体超强酸ZrO2-TiO2/SO24-为催化剂催化合成了马来酸二异戊酯。最佳工艺条件为:催化剂活化温度450℃,活化时间5 h,1.0 mol.L-1H2SO4,催化剂用量1.0 g,酸醇摩尔比为1∶4,回流分水70 m in,酯化率达98.72%。ZrO2-TiO2/SO42-具有良好的催化活性,可重复使用5次以上。     

磷钨酸镧催化合成缩醛(酮)的研究

以磷钨酸镧为催化剂催化合成了苯甲醛乙二醇缩醛、苯甲醛1,2-丙二醇缩醛及环己酮乙二醇缩酮.较系统研究了反应物料配比、催化剂用量、反应时间、催化剂重复使用性能等因素对反应的影响.结果表明:在醛(酮)/二元醇(乙二醇、1,2-丙二醇)=1.0:1.5(mol/mol),催化剂用量为反应物料总质量的1.0%,环己烷为带水剂,在反应温度86～96℃条件下,反应时间2.0h,苯甲醛乙二醇缩醛收率为78.5%,苯甲醛1,2-丙二醇缩醛收率为76.1%,环己酮乙二醇缩酮收率为79.5%.     

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%。     

纳米固体超强酸SO2-4/ZrO2-SiO2的研究

采用纳米化学制备技术合成了新型的纳米固体超强酸催化剂SO2-4/ ZrO2-SiO2.该催化剂对醋酸和脂肪醇的酯化反应有很好的催化作用,并具有耐水性强,再生容易,可重复使用,不腐蚀设备,不污染环境等优点,是对环境友好并具有应用前景的绿色工业催化剂.用XRD、XPS、TEM、IR和化学分析等手段分析了SO2-4 / ZrO2-SiO2的晶化过程、比表面积、含硫量.结果表明,浸渍液H2SO4浓度、焙烧温度、沉淀条件、比表面积和含硫量均明显影响SO2-4 / ZrO2-SiO2的酸强度及催化活性.SO2-4 / ZrO2-SiO2最佳制备条件陈化温度为0℃,浸渍液H2SO4浓度为0.5 mol/ L,焙烧温度为650℃,焙烧时间为3 h.     

Acetalation and Ketalation Catalyzed by SO42-/TiO2-MoO3

The catalytic activities of SO42-/TiO2-MoO3 in synthesizing cyclohexanone ethylene ketal,cyclohexanone 1,2-propanediol ketal, 2-propyl-1,3-dioxolane, 4-methyl-2-isopropyl-1,3-dioxolane,2-isopropyl-1,3-dioxolane, 4-methyl-2-isopropyl-1,3-dioxolane, butanone ethy-lene ketal and butanone 1,2-propanediol ketal were reported. It has been demonstrated that SO42-/TiO2-MoO3 is an excellent catalyst. Various factors concerned in this reaction have been investigated. The optimum conditions have been found, that is, the molar ratio of aldehyde/ketone to alcohol was 1:1.5 or 1:1.3,the mass ratio of the catalyst used to the reactants was 0.25～1.5%, and the reaction time was 45～60 min. Under this conditions, the yield of cyclohexanone ethylene ketal is 82.7%, cyclohexanone 1,2-propanediol ketal is 83.4%, the yield of 2-propyl-1,3-dioxolane is 68.1%,4-methyl-2-isopropyl-1,3-dioxolane is 87.5%, the yield of 2-isopropyl-1,3-dioxolane is 70.7%,4-methyl-2-isopropyl-1,3-dioxolane is 82.5%, the yield of butanone ethylene ketal is 74.1%, and butanone 1,2-propanediol ketal is 94.9%.Some equation and experiment results concerned of the synthetic acetals or ketals were listed as follows.     

碘催化合成环己酮乙二醇缩酮

环缩酮类香料性能优良，在日用香精和食品香精中用途广泛。合成缩酮的传统催化剂为硫酸，反应时间长，副反应多，对反应设备腐蚀严重，废液排放量大，后处理工艺复杂，人们一直在寻求更优良的催化剂。本文利用单质碘催化剂合成了环己酮缩乙二醇。     

固体超强酸SO2-4-MoO3-TiO2的制备及其催化酯化性能研究

In this paper a new solid superacid catalyst SO2-4-MoO3-TiO2 was prepared.The activity of the catalyst in esterification of acetic acid and iso-amyl alcohol was measured and compared with that of SO2-4-TiO2 and MoO3-TiO2.The results showed that SO2-4-MoO3-TiO2 had better catalytic performance than SO2-4-TiO2 and MoO3-TiO2.There was evident coordination between MoO3 and SO2-4 when they coexisted on TiO2.     

镝对固体超强酸催化剂ZrO2-Dy2O3/SO42--HZSM-5的酸性和稳定性的影响

合成了固体超强酸催化剂ＺｒＯ２－Ｄｙ２Ｏ３／ＳＯ４＾２－,并将其负载于分子筛ＨＺＳＭ－５上,制成复合型固体超强酸催化剂ＺｒＯ２－Ｄｙ２Ｏ３／ＳＯ４＾２－ＨＺＳＭ－５）以下简称催化剂ＺＤＳＨ）,采用Ｈａｍｍｅｔｔ批示剂法,吸附吡淀的ＴＰＤ法,考察催化剂ＺＤＳＨ的酸强度及其分布;通过热重分析（ＴＧＡ）、差热分析（ＤＴＡ）方法,考察镝对催化剂ＺＤＳＨ稳定性的作用;运用红外光谱（ＩＲ）法,分析催化剂ＺＤＳ     

Catalysis of SO42--ZrO2/TiO2 nanometer solid superacid

Superacid catalyst SO42--ZrO2/TiO2 was applied in esterification of Acetic Acid and Butanol. The particle size of ZrO2 in the catalyst was about 12.5 nm. In catalyst preparation conditions, the effect factor order on catalytic activity is H2SO4 concentration ＞ calcination temperature ＞ ZrO2 supported content. The optimum preparation condition is as follows: ZrO2 content 3.5g/g; calcination temperature 600℃, and H2SO4 concentration 0.5mol/L. The catalytic activity is 96.5 vol%.SO42-/MxOy solid superacid is a kind of green catalyst, whose application perspective is bright. In this paper, SO42--ZrO2/TiO2 solid superacid was prepared with nanometer compound carrying method. The acidic strength of catalysts was measured with the following Hammett indicators, 2,4-dinitrofluorobenzene (H0=-14.52) and p-nitrochlorobenzene (H0=-12.70). Catalytic activity was evaluated with esterification reaction of Acetic Acid and Butanol. Reaction temperature was at 105℃, and reaction time was only 1h. The conversion rate of Acetic Acid was analyzed by a gas chromatograph (GC-14C SHIMADZU in Japan)The experimental results showed that H2SO4 concentration had more influences on catalytic activity than other two factors, calcination temperature and ZrO2 supported content. Since sulfur absorbed on the surface of metal oxides is necessary to the acidity of SO42-/MxOy solid superacid,H2SO4 concentration in impregnation solution is needed enough high. But, it can't be too much high,otherwise, Zirconium sulfate formed on the catalyst surface will be harmful influences on catalytic activity. In researched cover, 0.5mol/L H2SO4 concentration is the most suitable, and the catalyst prepared with this concentration has very strong acidity.The optimum preparation condition is as follows: ZrO2 content 3.5g/g; calcination temperature 600℃, and H2SO4 concentration 0.5mol/L. In the catalyst prepared with above conditions, the acidic strength (H0) of the catalyst is smaller than ＜-14.52, and catalytic activity is 96.5 vol%. When it was re-used in esterification reaction, catalytic activity decreased gradually with re-used times increasing(seen in Table 1). But after catalyst is used repeatedly up to five times, catalytic activity (84.3 vol %)is still higher than that of H2SO4 catalyst.The X-ray diffraction patterns showed that ZrO2 supported in TiO2 belonged tetragonal zirconia phases. Through the calculation of Scherrer formula, the particle size of ZrO2 in the catalyst is about 12.5 nm. After SO42- promoted nanometer ZrO2/TiO2 compound carrier, the diffraction peaks of tetragonal zircoma become broader and the strength weaker. It shows that adding SO4 ions restrains the crystallization of ZrO2, diminishes the size of particles. This might be why SO42--ZrO2/TiO2 has high catalytic activity and stability in acidic catalysis reaction.     

钨硅酸的制备及其在催化合成缩酮(醛)中的应用

本文探讨了钨硅酸的制备方法,以合成环己酮1,2-内二醇缩酮为例验证钨硅酸的催化活性,并探讨了合成其它缩酮（醛）的适宜条件,得到的收率分别为：环己酮1,2-丙二醇缩酮85．5％、环己酮乙二醇缩酮89．6％、丁酮乙二醇缩酮79．5％、丁醛乙二醇缩醛89．1％、丁醛1,2丙二醇缩醛81．5％。     

Dawson型磷钨钒杂多酸催化合成环己酮乙二醇缩酮

环己酮乙二醇缩酮又称1,4-二氧杂螺[4,5]癸烷,系缩酮类化合物,是重要的化工中间体,可作为特殊的反应溶剂及羰基保护基团。由于缩酮具有优于母体羰基化合物特殊的香气,其作为新型香晶、香料在日用化工和食品工业中已得到广泛应用。环己乙二醇缩酮通常在腐蚀酸无机酸如硫酸作用下     

大孔SO42-/ZrO2-SiO2复合固体酸制备及催化性能

利用浸渍水解法在大孔SiO2载体上组装固体酸制备出大孔径SO42-/ZrO2-SiO2复合固体酸催化剂。用扫描电镜、红外光谱仪和粉末X射线衍射仪等对其进行表征,结果表明:大孔SiO2载体的毛细管效应促使ZrO2以纳米薄层方式均匀地沉积在SiO2薄层表面,并抑制了ZrO2晶体的生长和晶相的转变,载体的大孔全连通的结构赋予该复合材料高的通透性(孔径在1~2μm)、两面活性点和大的比表面积(约156 m2.g-1)。Hammett指示剂法测得经550℃焙烧后产物的酸强度H0值小于-13.75,属于固体超强酸。以乙酸正丁酯的合成为探针反应考察硫酸浸渍液浓度、焙烧温度等制备条件对其催化活性的影响,结果表明,该SO42-/ZrO2-SiO2固体酸具有较好的催化活性,当焙烧温度为550℃和硫酸浸渍液浓度为1.5 mol.L-1时,超强酸对酯化反应的催化酯化率达到97%。     

二氧化硅负载硅钨钼酸催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅负载硅钨钼酸催化剂。以二氧化硅负载硅钨钼酸为催化剂,环己酮和1,2-丙二醇为原料合成了环己酮1,2-丙二醇缩酮,用正交实验法研究了反应物料配比、催化剂用量、带水剂用量、反应时间等因素对反应的影响。结果表明,在n(环己酮)∶n(1,2-丙二醇)=1∶1.4,催化剂用量为反应物料总质量的0.8%,带水剂环己烷12 mL,反应时间45 min的优化条件下,环己酮1,2-丙二醇缩酮的收率可达84.93%。     

Keggin型钨锗酸联咪唑盐催化合成环己酮乙二醇缩酮

设计合成了Keggin型钨锗酸联咪唑盐(H4biim)[H2GeW12O40]·18H2O(1b,H2biim=2,2′-联咪唑), 并将其用于催化合成环己酮乙二醇缩酮反应。 通过X射线单晶衍射、红外光谱(FT-IR)、紫外光谱(UV)、热重-差热(TG-DTA)、粉末衍射(XRD)等技术手段对催化剂1b进行了表征。 较系统地研究了反应物料比、催化剂用量、反应时间等因素对催化反应的影响。 在n(环己酮)∶n(乙二醇)=1∶1.4,n(1b,以W计)∶n(环己酮)=1∶260,反应2 h的优化反应条件下,目标化合物产率达90%,催化剂可循环使用,表现出良好的催化稳定性。