低温陈化法制备SO2-4/WO3-TiO2固体超强酸及性能研究

0引言 固体超强酸的研制是近20年来催化领域中的热点研究课题之一.起初,人们所研制的SO2-4/MxOy型固体超强酸中,MxOy多为ZrO2.近年来,研究者们为得到高酸强度和高催化活性的固体超强酸催化剂,以ZrO2为主体,引入第二组分、第三组分组成复合型催化剂,这方面的研究者颇多[1-4],也取得了一定的成果.     

低温陈化法制备SO42-/WO3-TiO2固体超强酸及性能研究

固体超强酸的研制是近20年来催化领域中的热点研究课题之一。起初，人们所研制的SO4^2-/MxOy型固体超强酸中，MxOy多为ZrO2。近年来，研究者们为得到高酸强度和高催化活性的固体超强酸催化剂，以ZrO2为主体，引入第二组分、第三组分组成复合型催化剂，这方面的研究者颇多，也取得了一     

低温陈化法制备SO_4~(2-)/WO_3-TiO_2固体超强酸及性能研究

0引言固体超强酸的研制是近20年来催化领域中的热点研究课题之一。起初,人们所研制的SO42-/MxOy型固体超强酸中,MxOy多为ZrO2。近年来,研究者们为得到高酸强度和高催化活性的固体超强酸催化剂,以ZrO2为主体,引入第二组分、第三组分组成复合型催化剂,这方面的研究者颇多[1~4],也     

SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸在有机合成中的应用

SO2 -4 /MxOy(M =Ti,Zr,Fe)是一新型的固体超强酸催化剂 .综述了近年来SO2 -4 /MxOy 型催化剂在有机合成中的应用 ,并对其今后的发展趋势作了预测 .     

稀土固体超强酸SO2-4/TiO2-La3+催化合成尿囊素

尿囊素(1-脲基间二氮杂茂烷二酮-(2,4),allantoin)是一种两性化合物,可作为医药、化妆品、农业等化工原料中间体.通常用硝酸或过氧化氢氧化乙二醛生成乙醛酸后,再在酸催化下由乙醛酸与尿素缩合而成.但采用浓H2SO4、HNO3等作催化剂,产率偏低(＜50%),选择性差,产品质量不好,同时设备腐蚀严重,污染环境.用SO2-4/MxOy型固体超强酸催化剂催化合成尿囊素[2-3],仍有产率偏低等不足之处.我们用La3+掺杂改性SO2-4/TiO2体系,合成了稀土固体超强酸催化剂SO2-4/TiO2-La3+,考察了合成尿囊素缩合反应的催化条件,在最适宜的反应条件下,催化合成尿囊素的产率可提高至74.5%,且工艺简单,易回收并可多次重复使用.     

稀土固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-La~(3+)催化合成尿囊素

尿囊素(1 脲基间二氮杂茂烷二酮—(2,4),allantoin)是一种两性化合物,可作为医药、化妆品、农业等化工原料中间体。通常用硝酸或过氧化氢氧化乙二醛生成乙醛酸后,再在酸催化下由乙醛酸与尿素缩合而成。但采用浓H2SO4、HNO3等作催化剂,产率偏低(<50%),选择性差,产品质量不好,同时设备腐蚀严重,污染环境。用SO2-4/MxOy型固体超强酸催化剂催化合成尿囊素[2 3],仍有产率偏低等不足之处。我们用La3+掺杂改性SO2-4/TiO2体系,合成了稀土固体超强酸催化剂SO2-4/TiO2 La3+,考察了合成尿囊素缩合反应的催化条件,在最适宜的反应条件下,催化…     

离子液体协同固体超强酸催化花生壳制备乙酰丙酸

以离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑鎓([Bmim]Cl)为溶剂,以6种S2O82-/MxOy型固体超强酸为催化剂,将微波预处理后的花生壳水解,制备乙酰丙酸。研究表明,S2O82-/Zr O2-Al2O3-Si O2固体酸的催化效果最佳,进一步考察了反应时间、反应温度、固体酸用量、水含量对乙酰丙酸产率的影响。由响应面法(RSM)建立的二次回归模型得到优化水解工艺条件,即:在固体酸用量为5.1(wt)%条件下于160℃反应51min,乙酰丙酸产率可达到78.3%。固体酸再生重复使用效果良好。     

离子液体协同固体酸催化花生壳制备乙酰丙酸的研究

以离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑鎓([Bmim]Cl)为溶剂,以6种S2O82-/MxOy型固体超强酸为催化剂,将微波预处理后的花生壳水解,制备乙酰丙酸。研究表明,S2O82-/Zr O2-Al2O3-Si O2固体酸的催化效果最佳,进一步考察了反应时间、反应温度、固体酸用量、水含量对乙酰丙酸产率的影响。由响应面法(RSM)建立的二次回归模型得到优化水解工艺条件,即:在固体酸用量为5.1(wt)%条件下于160℃反应51min,乙酰丙酸产率可达到78.3%。固体酸再生重复使用效果良好。     

SO4^2/MxOy型固体超强酸在有机合成中的应用

SO4^2/MxOy（M=Ti，Zr，Fe）是一新型的固体超强酸催化剂。综述了近年来 SO4^2/MxOy型经剂在有机合成中的应用，并对其今后的发展趋势作了预测。     

SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸新制备方法及其对形成邻苯二甲酸二丁酯的催化活性

建立了用钛白粉制备固体超强酸SO42-/TiO2的新方法.考察了超强酸SO42-/TiO2的制备条件对催化邻苯二甲酸酐和正丁醇酯化反应的催化活性的影响.实验表明,以合成的超强酸为催化剂,在160℃反应4h,邻苯二甲酸二丁酯的产率大于99%.     

SO4^2—／MXOY型固体超强酸及其催化酯化

ＳＯ４＾２－／ＭＸＯＹ型固体超强酸用作酯化反应的催化剂，具有催化活性高、选择性好、易与产品分离、无污染、可重复利用等优点。本文综述了ＳＯ４＾２／ＭＸＯＹ型固体超强酸的研究进展及其在酯化反应中的催化作用。探讨了这类固体超强酸的制备条件、表面结构及其用作酯化催化剂的性能和寿命等问题。     

固体超强酸研究的最新进展

简要介绍了近年来固体超强酸的发展。目前研究较多的固体超强酸有负载硫酸超强酸、Ｃｓ２．５盐、ＡｌＣｌ３／ＰＳ－ＤＶＢ磺酸树脂体系和全氟磺酸树脂（Ｎａｆｉｏｎ－Ｈ－Ｈ ＰＥＩＥＰ）四种。文章主要阐述了这几种固体超强酸的制备方法及它们的性质比较。     

SO(2-)4/Ti-Al-O固体超强酸的酸强度及催化性能

ＳＯ４＾２＾－／Ｔｉ－Ａｌ－Ｏ型固体超强度酸可用于邻苯二甲酸二辛酯（ＤＯＰ）的合成，当Ｔｉ／Ａｌ原子比为２时，催化性能优于ＳＯ４＾２＾－／ＴｉＯ２，且催化剂的制备条件对其酸强度，表面积和催化活性有较大的影响。使用ＴＰＤ技术对催化剂的酸强度分布进行了表征，发现在ＳＯ４＾２＾－／Ｔｉ－Ａｌ－Ｏ型固体超强度酸中，存在着三种酸中心（弱酸，中等强度酸和超强酸），中等强度的酸中心浓度与ＤＯＰ合成的催化活性有有     

Sulfated binary and trinary oxide solid superacids

A series of sulfated binary and trinary oxide solid superacids were prepared, and their catalytic activities for n-butane isomerization at low temperature were measured. The incorporation of different metal oxides into ZrO2 may produce a positive or negative effect on the acid strength and catalytic activity of the solid superacids. Sulfated oxides of Cr-Zr, Fe-Cr-Zr and Fe-V-Zr are 2 - 3 times more active than the reported sulfated Fe-Mn-Zr oxide. The enhancement in the superacidity and catalytic activity of these new solid superacids has been discussed on account of the results of various characteriation techniques.     

Rearrangements of Epoxides of Some Acyclic Terpenoids in Acidic Media

2,3-Epoxygeraniol undergoes dissimilar rearrangements in contact with liquid superacids at low temperature or on solid superacids at room temperature due to different location of the arising cationic center depending on the superacid character. 2,3-Epoxynerol, 6,7-epoxycitronellol, and 6,7-geranyl acetate on ZrO₂SO₄ ^{2 -} afford the corresponding ketones via epoxy ring opening followed by 1,2-hydride shift. With 6,7-geranyl acetate 7-oxanobornane formed as a minor product. The mode of generation of the cationic center (either the olefin protonation or the epoxy ring opening) affects the rearrangement direction at similar conditions.     

添加非金属元素Si对固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2的改性研究

采用共沉淀法引入Ｓｉ对ＳＯ２－４／ＴｉＯ２进行改性，制得了ＳＯ２－４／Ｔｉ－Ｓｉ－Ｏ系列固体超强酸，试样经ＩＲ、ＳＥＭ、ＸＲＤ表征和低温正戊烷异构化活性测试，发现超强酸中心是硫酸根离子与金属原子Ｔｉ结合形成的双配位螯合结构，在超强酸性的样品中ＴｉＯ２均呈锐钛矿晶型。引入Ｓｉ仅迟滞ＴｉＯ２晶化过程，控制Ｓｉ在ＳＯ２－４／Ｔｉ－Ｓｉ－Ｏ体系中的含量可以有效调节固体超强酸的酸性，并提高正戊烷异构化反应的选择性。     

Solvated CH5+ in liquid superacid

The transition states for methane activation in liquid superacid have been studied by experimentally determined secondary kinetic deuterium isotope effects (SKIEs) and computational chemistry. For the first time, the SKIEs on hydrogen/deuterium exchange of methane have been measured by using the methane isotopologues in homogeneous liquid superacid (2HF/SbF5). To achieve high accuracy of the SKIEs, the rate constants for pairs of methane isotopologues were simultaneously measured in the same superacid solution by using NMR spectroscopy. Density functional theory (DFT) and high-level ab initio methods have been employed to model possible intermediates and transition states, assuming that the superacids involved in the exchange reactions are H2F+ ions solvated by HF. Only the unsolvated superacid H2F+ is found to be strong enough to protonate methane, yielding the methonium ion solvated by HF as a potential energy minimum. In contrast, the (HF)x-solvated H2F+ superacids (x = 1-4) do not appear to be strong enough to yield stable solvated methonium ions. However, such ions show up as parts of the transition states of the exchange in which the methonium ions are solvated by (HF)x. The calculated DFT activation barrier is in good agreement with that experimentally observed.     

甲烷部分氧化制甲醛催化剂MoO_3／SiO_2及MoO-3·MxOy／SiO_2的程序升温还原研究

利用程序升温还原（ＴＰＲ）方法，研究了甲烷部分氧化制甲醛催化剂ＭｏＯ３／ＳｉＯ２及添加金属氧化物的ＭｏＯ３·ＭｘＯｙ／ＳｉＯ２（Ｍ＝Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ）催化剂上，活性组分在载体上的分散及ＭｏＯ３与ＭｘＯｙ的相互作用．发现钼含量的提高不利于ＭｏＯ３在ＳｉＯ２上的分散，催化剂表面晶相ＭｏＯ３随钼含量的提高而增多．ＳｉＯ２上担载的活性组分有一个最佳值，对应于最佳催化活性．ＭｏＯ３·ＭｘＯｙ／ＳｉＯ２催化剂中ＭｏＯ３与ＭｘＯｙ发生了不同的相互作用，影响催化剂表面的活性氧物种，导致它们对甲烷氧化活性和甲醛选择性的不同．ＭｏＯ３·Ｖ２Ｏ５／ＳｉＯ２是比较好的催化剂，且Ｖ２Ｏ５添加量有最佳值，对应甲烷氧化制甲醛也有较高的活性和选择性．     

Electrophilic intermediates and their reactions in superacids

Acid-catalyzed reactions have played a major role in hydrocarbon chemistry involving electron-deficient intermediates such as carbocations, carbodications, onium ions, etc. The pioneering discovery of the use of superacids by George A. Olah, in the early 1960s, to characterize such intermediates under so-called long-lived stable ion conditions led to the understanding of their structures and reactivity patterns much more clearly. Continuing studies in this area in the past 30 years have resulted in a paradigm shift in comprehending the stability and reactivity of electrophilic intermediates in superacid media.