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.     

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.     

固体超强酸SO4^2——MoO3—TiO2的制备及其催化酯化性能研究

SO4^2--MxOy型固体超强酸自问世以来一直受到人们的广泛关注,已对其进行了大量的研究。该类催化剂的酸度强度高,在烷基化、酰基化、裂解、醇脱水、异构化、酯化等反应中有很高的催化活性。最常用的氧化物基体是ZrO2和TiO2,最后的促进剂SO4^2-。也有用MoO3作促进剂的^[1-3],得到相应的超强酸催化剂。作者在SO4^2--TiO2超强酸的基础上,将MoO3和SO4^2-同时负载在TiO2基体上,得到SO4^2--MoO3-TiO2固体超强酸,以乙酸异戊酯的合成为探针反应考察了该催化剂的催化酯化活性,并与SO4^2--TiO2、MoO3-TiO2的催化酯化活性作了比较。     

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SO42-/TiO2在柠檬酸与正丁醇酯化反应中的催化性能研究

以固体超强酸SO4^2-/TiO2为催化剂合成柠檬酸三丁酯,研究了该催化剂在柠檬酸与正丁醇化反应中的催化活性和稳定性;考察了（MH4）2SO4用量、焙烧温度对催化剂结构、性能的影响;并借助Hammett指示剂法、XRD、AES分析,研究其结构与性能的关系。实验结果表明,在（MH4）2SO4用量为20％、焙烧温度为600℃条件下制得的催化剂,其催化剂选择性99％,锐钛矿TiO2（A）晶相的形成与完善,是提高催化选择性的关键因素;催化剂失活是由于积炭与SO4^2-的流失造成的。     

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%.     

SO2-4/TiO2固体酸催化剂的酸强度及光催化性能

SO2-4/TiO2固体酸可用于光催化降解溴代甲烷,其光催化性能明显优于TiO2光催化剂.在相同反应条件下,SO2-4/TiO2的光催化活性比TiO2提高2～10倍.当H2SO4浸渍液浓度为1mol/L时,制得的SO2-4/TiO2酸性最强(H0＜-12.14),具有超强酸性和最高的光催化活性.     

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.     

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.     

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.     

SO42-/TiO2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SO4^2-/TiO2的新方法．考察了超强酸SO4^2-/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％．     

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.     

锐钛相介孔SO2-4/TiO2的声化学制备及结构和催化酯化性能

不使用有机模板剂,采用超声化学法一步水解制得吸附硫酸根的介孔偏钛酸,500℃焙烧得到介孔SO2-4/TiO2固体超强酸.用XRD、TFEM、FTIR、低温氮吸附-脱附等手段对催化剂结构进行了表征.结果表明,硫酸根在焙烧过程中与前驱体介孔偏钛酸孔壁上自由羟基的键合起到了孔结构导向及支撑作用,500℃焙烧后样品具有161 m2·g-1的比表面积及4.1 nm的平均孔径,酸强度H0介于-14.52与-16.02之间,硫含量为2.8%,晶型全部为锐钛矿相,介孔SO2-4/TiO2具有较大比表面、强酸特性和稳定性.催化合成富马酸二甲酯的最佳条件为:n(甲醇):n(富马酸)=6:1,催化剂用量为1.0%(反应物总质量),带水剂苯用量为10 mL,反应时间为3 h,催化剂重复使用7次,酯化率大于90%.     

SO42-/SnO2-硅藻土型固体酸的制备及其对正丁酸与异戊醇的催化酯化

采用质量比为1∶3的SnCl₄·5H₂O和硅藻土制备的硅藻土Sn(OH)₄溶胶,70 ℃老化12 h,90 ℃干燥12 h、3.0 mol/L硫酸浸渍3 h、550 ℃焙烧3.5 h,制备了SO₄^2-/SnO₂硅藻土型固体酸催化剂。 利用IR、 XRD、TG测试技术表征了催化剂的理化性质。 用于催化正丁酸与异戊醇的酯化反应,当n（异戊醇）∶n（正丁酸）=1.4∶1、催化剂用量为反应物总质量的2.5%、10 mL苯、反应时间70 min时,酯收率为97.7％。 结果表明,该催化剂兼具多元氧化物型固体酸和硫酸酸化改性天然粘土固体酸催化剂的优点,催化活性高,成本低廉、制备方法简单并可适当回收循环使用。     

新型疏水性固体酸Zr(SO4)2/AC催化剂的制备及其催化性能

 将Zr(SO4)2(CZ)负载在活性炭(AC)上制备疏水性固体酸CZ/AC催化剂,用于丙烯酸与正辛醇的酯化反应,考察了催化剂制备条件对催化剂活性和疏水性的影响. 结果表明,以60～80目的活性炭负载30%的Zr(SO4)2并于110 ℃干燥后制得的CZ/AC催化剂的活性最高,丙烯酸转化率可达100.0%; CZ/AC催化剂循环使用3次,丙烯酸的转化率仍保持在97.5%. 采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和低温N2吸附方法对催化剂的结构和酸性进行了表征, XRD及XPS测试结果均表明硫酸锆以非晶态形式高度分散在活性炭的表面; 原位红外吸附NH3测试中在 1521 和 1695 cm-1处有两个吸收峰,表明催化剂表面存在L酸和B酸. 负载型疏水性固体酸CZ/AC催化剂的酸强度、酸量、催化活性和疏水性能均高于Zr(SO4)2.     

SO_4~(2-)/SnO_2/SBA-15固体酸催化剂的制备及其在环酮缩合反应中的应用

采用等体积浸渍法制备了不同负载量的固体酸催化剂SO42-/SnO2/SBA-15,利用X射线粉末衍射、N2吸附-脱附和透射电镜等手段对样品进行了表征,并考察了催化剂对4-叔丁基环己酮与乙二醇缩合反应的催化性能.结果表明,SO42-/SnO2催化剂负载于SBA-15后其催化性能明显改善.研究了SO42-/20%SnO2/SBA-15催化剂上部分酮类化合物与乙二醇及1,2-丙二醇的缩合反应,并考察了反应时间和催化剂用量等因素对反应性能的影响.在适宜的温和条件下,一些环酮类底物如环己酮、4-甲基环己酮和4-叔丁基环己酮等均可反应得到相应的缩醛化产物,且催化剂至少可循环使用4次.     

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%.