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.     

铁系固体酸催化剂的制备及催化合成水杨酸酯

制备了铁系固体酸催化剂(Ⅰ)并将其用于催化合成水杨酸酯，优化了反应条件：当Ⅰ用量为投料质量的6．1％，mol酸：mol醇=1：4，适当提高反应温度，合成水杨酸戊酯的反应时间可缩短至3h，产率达91．3％。合成其它水杨酸酯时也取得很高的产率。通过对比，Ⅰ的催化酯化能力优于Fe2O3／SO4^2-固体超强酸催化剂，套用6次后催化性能基本保持不变。     

硬脂酸法制备SO42-/Fe2O3-SiO2固体酸及其催化性能的初步探讨

首次用硬脂法制备了Fe2O3-SiO2混合氧化物,经浸渍H2SO4后再焙烧得SO4^2-/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。     

固体酸催化剂催化酯化反应研究：Ⅰ.催化剂的制备及性能

酯化反应是基本有机化学中的一个重要反应,传统上使用的浓H_2SO_4催化剂常常引起一些严重问题.如:设备腐蚀严重,引起副反应及产生大量难以处理的含酸残液等.近年来,采用各种分子筛,氧化物及超强酸等作为该过程的催化剂的研究工作多见报道,这些工作无疑具有重要意义,但主要问题在于低温催化活性不高.     

新型介孔SO4^2-/TiO2固体酸的制备及其催化酯化性能

以无定形高比表面积水合钛酸(H2Ti2O5·xH2O)为载体,采用等体积浸渍法制备了新型晶须状介孔SO42-/TiO2固体酸催化剂,利用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜、红外光谱、热重和氨程序升温脱附等技术考察了催化剂的结构特征和表面酸性及其对乙酸与正丁醇液相酯化反应的催化活性.结果表明,SO42-/TiO2同体酸催化剂不仅具有纳米级晶粒、晶须状形貌、高比表面积和介孔结构,还保持了完善的锐钛矿晶型、较强的酸性和较高的热稳定性;当焙烧温度高于500℃时,催化剂表面结合的SO42-逐渐流失,酸中心数逐渐减少.在m(催化剂)=0.2 g、n(正丁醇)/n(乙酸)=1.5和反应时间3 h条件下,500℃焙烧的催化剂活性最高,正丁醇转化率达94%,乙酸正丁酯选择性为100%,且催化性能和分离沉降性能均优于SO42-/P25催化剂.     

磁性固体酸的设计制备及其催化应用

液体酸催化剂在化学化工领域发挥巨大作用的同时伴随着分离回收困难、反应器腐蚀及废酸处理繁琐等明显缺点,寻求有潜在工业应用前景的替代型催化剂已成为当前催化领域的重要研究方向。磁性固体酸作为一种高效的新型多相催化剂,在提供酸催化能力的同时具有磁控分离的特性,符合绿色化学化工的发展理念,正在逐步取代液体酸发挥重大作用,是当前固体酸研究的热点之一。本文对不同制备方法、不同种类酸的磁性固体酸研究进行了综述,分析了各种方法的优缺点,阐述了磁性固体酸在催化领域的应用研究现状,并对磁性固体酸未来的研究方向作了展望。     

磺化苯膦酸锆的制备及其催化酯化反应研究

以苯和三氯化磷等小分子化合物为原料,合成制备了固体酸催化剂磺化苯膦酸锆,用红外光谱、Ｘ－射线衍射方法对其结构表征,并研究其在酯化应中的催化活性。实验结果表明：磺化苯膦酸锆是一种具有层状结构的活性较高的固体酸催化剂,乙酸丁酯,氯乙酸丁酯反应温度控制在１１０～１２０℃,产物收率在８０％以上,催化剂重复使用多次后用稀酸浸泡可恢复活性。     

催化合成丙烯酸高级醇酯的新型固体酸催化剂

丙烯酸高级醇是重要的精细化工产品和高分子聚合物单体，在涂料、石油降凝剂、建筑、造纸及皮革、化工等领域都有广泛的用途［１，２］。以往工业上用浓硫酸等作为催化剂合成，有腐蚀设备、产品难分离等弊端。本文采用的两种固体催化剂，具有活性高、性能稳定、价格便宜、...     

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%.     

新型高效乙酸丁酯合成固体酸催化剂及其反应工艺

酯化反应是精细化学工业中极为重要的一类反应 ,目前工业上均在硫酸液相催化下直接酯化制取。硫酸腐蚀反应器 ,污染环境 ,随着环保法规的不断完善 ,开发可替代硫酸的新型催化体系已成为现代化学工业中普遍关注的新趋势。目前的研究工作主要集中在以固体酸 (尤其是 SO2 - 4/Mx Oy 型固体酸 )替代硫酸催化酯化反应 [1～ 8]。我们制得了一种新型 SO2 - 4/Fe2 O3- Zr O2 - Si O2 催化剂[9] ,该催化剂催化乙酸 /丁醇酯化反应表现出良好的转化率、选择性、酯收率。考察了反应温度、反应时间、催化剂加入量等对乙酸 /丁醇酯化反应的影响 ,并考…     

铌酸催化剂的结构和酸性催化性质

研究了铌酸催化剂的制备方法、表面酸性及晶体结构对乙醇和乙酸酯化反应的影响。结果表明，热处理温度对水洗法制备的铌酸催化剂的催化性能有显著的影响，经３５０℃热处理后其达到活性极大值。并发现催化性能受热处理温度影响的原因是铌酸结构中含水量及比表面积随热处理温度变化而导致铌酸表面酸性的变化，而与氧化铌的形态和晶体结构无明显关系。     

焙烧温度对SO42-改性锆交联粘土固体酸结构与催化活性的影响

用聚羟基锆离子交换Na基膨润土中的水合钠离子,再引入SO4^2-,在不同温度焙烧制备了锆交联粘土固体酸催化剂,利用XRD,IR,DTA等手段,对该催化剂的结构进行了分析测试,并以柠檬酸和正丁醇酯化反应为探针,考察了焙烧温度对其结构与催化活性的影响。实验结果表明,焙烧温度为500℃时,SO4^2-与锆氧化柱形成了具有超强酸性的结构,催化剂活性较佳,能使柠檬酸酯化反应转化率达96．6％,反应酯化率达95．72％。     

Preparation and Catalytic Application of Novel Water Tolerant Solid Acid Catalysts of Zirconium Sulfate/HZSM-5

Esterification of acrylic acid(AA) to produce AA esters has widespread application in the chemical industry. A series of water tolerant solid acid catalysts was prepared, and characterized by XRD, nitrogen adsorption, TGA-DTA, XPS, and ammonia adsorption FTIR. The effects of Si/Al ratio, zirconium sulfate(ZS) loading on HZSM-5 and calcination temperature on the esterification were investigated. When 20%(mass fraction) ZS is loaded on HZSM-5, the conversion of AA reaches 100%. XRD analysis indicates that ZS is highly dispersed on HZSM-5 because no crystalline structure assigned to ZS is found. Catalytic activity and hydrophobicity of ZS supported on HZSM-5 are higher compared with those of parent ZS or HZSM-5. Results show that this kind of novel catalysts is an efficient water tolerant solid acid catalyst for esterification reactions.     

制备工艺条件对SO42-/TiO2-Al2O3-Al固体酸催化剂性能影响

采用铝阳极氧化法制备了Al2O3-Al-体型多孔氧化铝载体,再采用电沉积技术将TiO2沉积到氧化铝多孔的纳米孔道内,制备了催化精馏专用SO42-/TiO2-Al2O3-Al型固体酸催化剂,并以乙酸乙酯合成为模型反应,考察了水封条件,电沉积电压、电沉积时间等制备工艺条件对催化剂活性的影响.实验结果表明,适宜的制备条件为水封温度为50℃,水封时间为1 h,电沉积电压为6V,电沉积时间为30 min,在此制备条件下,醋酸转化率为31.34%.采用扫描电镜(SEM),X射线衍射分析(XRD)手段对所制备催化剂进行了表征.结果表明:阳极氧化铝膜的结构为无定型结构,TiO2在载体上呈高度分散状态.     

新型有序介孔磺酸化酚醛树脂FDU-16-SO3H的合成与酸催化性能

通过氯磺酸磺化有序介孔酚醛树脂(FDU-16)制备了新型有序介孔固体酸催化剂FDU-16-SO₃H. X射线衍射(XRD)、氮气吸附以及透射电镜(TEM)等表征结果表明, 经过磺化后的固体酸催化剂依然保持了高度有序性, 大量的磺酸根基团存在于材料的骨架之中. 在酯化反应和酰基化反应中, 这种新型有序介孔固体酸催化剂表现出比工业树脂和磺酸化介孔二氧化硅等材料更高的催化活性, 这主要归因于它具有较大的比表面积、较强的酸性以及骨架的疏水性.     

固体酸催化酯化的研究─—对苯二甲酸辛酯的合成

用半经验方法ＣＮＤＯ／２计算了对苯二甲酸等羧酸分子的结构，讨论了对苯二甲酸分子的结构特点，探讨了以Ｎａ＿２ＳＯ＿４－Ａｌ＿２Ｏ＿３体系催化对苯二甲酸辛酯的合成。     

固体酸催化剂SO2-4/SiO2-TiO2的制备及其催化酯化性能

 分别以机械混合法和浸渍法制备了SO2-4/SiO2-TiO2固体酸催化剂,以乙醇和乙酸的酯化反应为模型反应考察了不同SiO2含量及不同温度焙烧的催化剂的活性. 结果表明,机械混合法制备的400 ℃焙烧的SO2-4/40%SiO2-TiO2催化剂活性最高,部分回流时,乙酸几乎全部转化,全回流反应100 min时,其乙酸转化率达到84%. X射线衍射分析表明, SiO2抑制了硫酸氧钛的形成; 催化剂的活性组分包括一定量的四方晶锐钛矿型TiO2、 正交晶硫酸氧钛、少量立方晶金属钛和高比表面积的SiO2. 红外光谱分析表明,添加SiO2后催化剂形成 Ti-O-Si 键,进而使SO2-4与样品表面产生强相互作用; 结合的SO2-4主要以无机螯合状双配位和有机硫酸酯两种结构形式存在. 热重-示差扫描量热分析表明, SiO2的添加使SO2-4不易脱除,同时使锐钛矿TiO2向金红石相的转变温度降低.     

磺化聚苯乙烯的无溶剂制备及其催化性能研究

本文以聚苯乙烯为底物,发烟硫酸为磺化剂,在无溶剂和无催化剂条件下制得了磺化聚苯乙烯,对其酸度和结构性能进行了表征,并详细研究了其催化肉桂酸与正丁醇酯化反应的性能。在醇酸摩尔比为15∶1、环己烷作带水剂的条件下,分别考察了催化剂用量、回流温度、回流时间对酯化反应的影响,优化了反应条件,并在优化条件下,探究了其重复催化使用性能,结果表明,该催化剂重复使用15次,产率基本保持不变,仍可达到69.6%。该催化剂对肉桂酸与其他低级脂肪醇的酯化反应也具有良好的催化效果,是一种环境友好型具有潜在应用价值的固体酸催化剂。     

固体酸催化剂SO4^2-／SiO2-TiO2的制备及其催化酯化性能

分别以机械混合法和浸渍法制备了SO42-/SiO2-TiO2固体酸催化剂,以乙醇和乙酸的酯化反应为模型反应考察了不同SiO2含量及不同温度焙烧的催化剂的活性.结果表明,机械混合法制备的400℃焙烧的SO42-/40%SiO2-TiO2催化剂活性最高,部分回流时,乙酸几乎全部转化,全回流反应100min时,其乙酸转化率达到84%.X射线衍射分析表明,SiO2抑制了硫酸氧钛的形成;催化剂的活性组分包括一定量的四方晶锐钛矿型TiO2、正交晶硫酸氧钛、少量立方晶金属钛和高比表面积的SiO2.红外光谱分析表明,添加SiO2后催化剂形成Ti-O-Si键,进而使SO42-与样品表面产生强相互作用;结合的SO42-主要以无机螯合状双配位和有机硫酸酯两种结构形式存在.热重-示差扫描量热分析表明,SiO2的添加使SO42-不易脱除,同时使锐钛矿TiO2向金红石相的转变温度降低.