SO42-/ZrO2固体超强酸催化合成乙醛酸L-盖基酯

乙醛酸L-盖基酯是一种重要的手性试剂和手性中间体.本文以SO42-/ZrO2固体超强酸作催化剂,由乙醛酸与L-薄荷醇酯化合成乙醛酸L-盖基酯,通过正交实验探讨了反应温度、反应时间、催化剂用量、酸醇摩尔比4个因素对该酯化反应的影响,得到优化工艺条件,收率达78.5%,并对L-薄荷醇的套用及SO42-/ZrO2固体超强酸的重复使用进行了研究.     

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.     

纳米固体超强酸TiO2/SO42-的制备及其催化甲苯选择性硝化

采用溶胶-凝胶法制备了新型的纳米固体超强酸催化剂TiO2/SO42-,并用XRD、TEM进行了表征。结果表明:所研制的TiO2/SO42-催化剂为晶态纳米粒子,平均粒径为34 nm,分散性较好;以纳米固体超强酸催化剂TiO2/SO42-为催化剂时,甲苯硝化的区域选择性和活性提高。找出最佳反应条件为:催化剂活化温度600℃,反应温度60℃,n(硝酸)/n(甲苯)=2,w(甲苯)/w(催化剂)=35,反应时间4h,甲苯转化率为87.4%,对位硝基甲苯与邻位硝基甲苯之比(P/O)可达1.52。     

稀土固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+催化合成苯乙酸乙酯

苯乙酸乙酯,常作为修饰剂和主香剂,应用于烟草、食品、日用化妆品等行业,还可以用于生产巴比妥类催眠药鲁米那,也可作溶剂.工业生产中采用硫酸催化合成苯乙酸乙酯,但硫酸有脱水和氧化作用,生成众多副产物,产物后处理工艺复杂,污水排放量大,严重腐蚀设备.本文合成了稀土固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+催化剂,考察了影响催化活性的一些因数及催化合成苯乙酸乙酯的条件.此催化剂不仅克服了浓硫酸催化的一些缺点,而且酯化率高,反应时间缩短一半,反应温度降低15℃,容易回收、可以多次重复使用,适宜工业生产.     

纳米复合固体超强酸SO2-4/ZrO2 -Fe2O3的制备及其催化合成硝基苯的研究

采用纳米化学技术制备了新型的纳米复合固体超强酸催化剂SO2-4 /ZrO2 -Fe2O3, 并用XRD、 TEM进行了表征. 结果表明: 所研制的SO2-4 /ZrO2 -Fe2O3 催化剂为晶态纳米粒子, 平均粒径为30 nm, 分散性较好;当活化温度为580 ℃, 反应温度为75 ℃, n (硝酸)/n (苯)＝2, m (苯)/m (催化剂)＝20, 催化反应时间5 h时, 硝基苯收率可达89.6%.     

制备条件对纳米级固体超强酸SO42- /ZrO2性能的影响

通过溶剂替代法制备了纳米级固体超强酸SO42-/ZrO2催化剂,用XRD、TEM、TG-DTA、IR、XPS等技术考察了制备条件对样品的粒径、晶化温度与结构的影响,并研究了它们对松油醇乙酰化反应的催化性能。实验结果表明,0·5mol/LH2SO4浸渍、500~550℃焙烧3h的纳米SO42-/ZrO2具有最高超强酸性和催化活性。其酸强度为-16·02≤H0≤-14·52,粒径在20~40nm,松油醇转化率达99·8%。     

纳米复合固体超强酸SO4^2-／ZrO2-Fe2O3的制备及其催化合成硝基苯的研究

采用纳米化学技术制备了新型的纳米复合固体超强酸催化剂SO4^2-／ZrO2-Fe2O3，并用XRD、TEM进行了表征。结果表明：所研制的SO4^2-／ZrO2-Fe2O3催化剂为晶态纳米粒子，平均粒径为30nm，分散性较好；当活化温度为580℃，反应温度为75℃，n（硝酸）／n（苯）=2，m（苯）／m（催化剂）=20，催化反应时间5h时，硝基苯收率可达89．6％．     

固体超强酸SO2-4/ZrO2的制备及其催化性能研究

以氧氯化锆为锆原,氨水为沉淀剂,硫酸溶液为浸渍液,通过沉淀-浸渍法制备SO2-4/ZrO2(SZ)酯化催化剂,其结构经BET、X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)及扫描电子显微镜(SEM)表征.结果表明:随着焙烧温度升高,催化剂的比表面积依次降低,孔径增大,氧化锆的晶态由无定形态转化为四方晶态再转化为单斜晶态;于600℃焙烧时,催化剂形成的S=O键红外吸收峰最强;于700℃焙烧时,催化剂结构被破坏.在丙烯酸与十八醇的酯化反应中对催化剂进行活性测试.结果表明:600℃焙烧的催化剂产率最高(96.4%).     

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SO2-4/TiO2催化合成异戊酸异戊酯

异戊酸异戊酯是GB2760-86规定为允许使用的食用香料,也可微量用于化妆品、皂用香精中[1].异戊酸异戊酯传统合成方法为硫酸催化下由异戊酸与异戊醇直接酯化反应制得[2],由于浓硫酸易使有机物炭化、氧化,故副反应多、酯产物色泽深、产率受影响的诸多缺点,因此,有人开发了由异戊醇一步法合成异戊酸异戊酯的方法[3～5],但异戊酸异戊酯的收率不高,仅为58～70.6%.本文采用更换酯化反应催化剂的方法,以SO2-4/TiO2固体超强酸作为催化剂,对异戊酸异戊酯的合成进行了研究.     

镧对固体超强酸SO4^2-／TiO2／甜交联膨润土的改性研究

采用镧对固体超强酸SO4^2-／TiO2／铝交联膨润土（SO4^2-／TiO2／Al—PILC）进行改性，制备了La-SO4^2-／TiO2／Al—PILC稀土超强酸，并采用XRD、低温N2吸附法及吡啶吸附红外等方法对其进行了结构、表面性能及酸性的表征。实验结果表明，镧引入SO4^2-／TiO2／Al—FILC超强酸，对TiO2锐钛矿晶相的形成没有影响，但对锐钛矿晶相向金红石相的转变有抑制作用，镧的引入使催化剂的酸强度及酸中心的数量有所增加，镧能有效地减少催化剂表面SO4^2-的流失量，从而提高催化剂的活性稳定性。     

稀土固体超强酸SO4^2-／TiO2-La^3＋催化硝化甲苯的研究

研究了以固体超强酸SO24-/TiO2-La3 作为催化剂,浓硝酸和甲苯为原料合成硝基甲苯,并考察了影响反应的因素。结果表明,催化剂用浓度为1.0 mol.L-1硫酸浸泡3小时,反应催化剂用量为硝酸质量的10%,反应时间为3小时,反应温度为55℃是最适宜的反应条件,甲苯转化率达90.14%,邻对比达0.89。     

镧对固体超强酸SO42-/TiO2/Al交联膨润土的改性研究

采用镧对固体超强酸SO42-/TiO2/铝交联膨润土(S042-/TiO2/Al-PILC)进行改性,制备了La—SO42-/TiO2/Al-PILC稀土超强酸,并采用XRD、低温N2吸附法及吡啶吸附红外等方法对其进行了结构、表面性能及酸性的表征。实验结果表明,镧引人SO42-/TiO2/Al-PILC超强酸,对TiO2锐钛矿晶相的形成没有影响,但对锐钛矿晶相向金红石相的转变有抑制作用,镧的引人使催化剂的酸强度及酸中心的数量有所增加,镧能有效地减少催化剂表面SO42-的流失量,从而提高催化剂的活性稳定性。     

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.     

纳米固体超强酸S2O82- 催化合成正、异冰片酯的研究

以冰片、异冰片、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸为原料, 首次采用纳米固体超强酸 /ZrO₂催化合成了8个冰片、异冰片酯. 酯化率42%～98%, 反应选择性好, 产物用¹H NMR, ¹³C NMR和IR进行结构确证. 这些酯(除了乙酸冰片酯和乙酸异冰片酯外)的合成未见文献报道.     

纳米固体超强酸S_2O_8~(2-)催化合成正、异冰片酯的研究

以冰片、异冰片、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸为原料,首次采用纳米固体超强酸S2O28-/ZrO2催化合成了8个冰片、异冰片酯.酯化率42%～98%,反应选择性好,产物用1HNMR,13CNMR和IR进行结构确证.这些酯(除了乙酸冰片酯和乙酸异冰片酯外)的合成未见文献报道.     

复合固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_2O_3催化合成丁酸异丁酯

采用溶胶 凝胶法制备的复合固体超强酸催化剂ＳＯ2-果表明物质的量比ｎ(Ｔｉ)∶ｎ(Ｆｅ)=2∶1时催化剂活性最高,这与文献结果[2]有所不同。1　实验部分1 1　试剂和仪器丁酸、异丁醇、苯、表面活性剂(ＰＥＧ-600)、乙醇、三氯化铁等为分析纯;钛酸四丁酯为化学纯。上海产ＷＺＳ-1型阿贝折射仪;日本岛津ＧＣ-16Ａ气相色谱仪;ＧＥＭＩＮＩ2360型氮气吸附全自动表面分析仪。1 2　催化剂ＳＯ2-4/ＴｉＯ2-Ｆｅ2Ｏ3的制备、酸强度及ＢＥＴ表面积测定　　取一定量的钛酸四丁酯剧烈搅拌下缓慢滴加到80ｍｌ无水乙醇中,搅拌20ｍｉｎ,快速加入80ｍｌ2…     

纳米复合锆基固体超强酸的制备及其催化酯化反应

采用改性技术和浸渍—沉淀法制备出纳米固体超强酸催化剂S2O82-/ZrO2-Al2O3。通过正交试验获得催化剂制备的最佳条件,即ω(Al2O3)为2.0%,-15℃陈化24h,浸渍液(NH4)2S2O8浓度为0.8mol/L,焙烧温度为650℃,焙烧时间为3h。用XRD、TEM、BET、TG-DTG和化学分析等手段分析了S2O82-/ZrO2-Al2O3的晶化过程、比表面积、含硫量和热稳定性,分析结果表明这四个方面对催化剂的酸性有较大影响。500~650℃焙烧温度下制备的催化剂属纳米材料(<41nm),有较大比表面积和较好的热稳定性。以优化的催化剂S2O82-/ZrO2-Al2O3用于催化合成丁酸异丁酯的最佳条件为:n(异丁醇):n(丁酸)=1.8:1.0,催化剂用量为1.0g(以0.3mol丁酸为准),脱水剂环己烷用量为10mL,反应时间为3.0h,催化剂重复使用8次后酯化率仍在90%以上,该催化剂具有催化活性高、不污染环境、可重复使用等特点。     

稀土固体超强酸so2-4/tio2-ce4+直接法催化合成聚乳酸

滴定沉淀法制备了SO42-/TiO2-Ce4 稀土固体超强酸催化剂,得到了可作为直接法合成聚乳酸催化剂的制备工艺:硫酸浸渍浓度1.0 mol/L,Ce4 浓度0.08 mol/L,浸渍时间10 h,焙烧温度500℃,焙烧时间3 h,并将该固体超强酸催化剂用于直接催化合成聚乳酸。考察了聚合温度、聚合时间、催化剂用量及聚合压力对聚乳酸合成的影响,得到了最佳工艺条件为:催化剂用量为乳酸质量的0.174%,先在120℃,2 000 Pa下预聚5 h,然后在180℃,1 000 Pa下聚合15 h,最后在120℃,500 Pa下聚合20 h,得到的聚乳酸分子量为1.39×104。     

复合固体超强酸SO2-4/TiO2-Fe2O3催化合成丁酸异丁酯

采用溶胶-凝胶法制备的复合固体超强酸催化剂SO2-4/TiO2-Fe2O3催化合成丁酸异丁酯[1],结果表明物质的量比n(Ti)∶n(Fe)＝2∶1时催化剂活性最高,这与文献结果[2]有所不同.