Sol-gel法制备SO_4~(2-)/ZrO_2-SiO_2及催化合成对硝基苯甲酸甲酯的研究

以ZrOCl2·8H2O和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法和透析法制备固体超强酸SO42-/ZrO2-SiO2催化剂,考察了制备条件对硅、锆凝胶化时间的影响,并以合成对硝基苯甲酸甲酯为探针反应,研究了催化剂制备条件对催化活性的影响,最后采用Hammett指示剂法、BET法、FT-IR、TEM和XRD分别对催化剂的酸强度、比表面、反应前后骨架结构和形貌变化、晶相进行了表征。结果表明:(1)当水浴温度为80℃,水10mL时,锆凝胶化时间最短;(2)水浴温度为80℃,水8mL,pH=3.0-4.0时硅凝胶化时间最短;(3)当硅、锆原子摩尔比为10:1,H2SO4浸渍液浓度为1.0mol·L-1,焙烧温度550℃时,催化剂的活性最高,酯产率为70%左右;(4)催化剂酸强度Ho-12.70,反应前后催化剂比表面变化较大且结构形态存在较大差异,催化剂中的SiO2为无定形态,ZrO2为四方晶态。