引入SiO2对SO4^2—／ZrO2超强酸体系的影响

用共沉淀法和负载法制备了一系列SO4^2-/ZrO2催化剂,详细研究了添加SiO2对SO4^2-/ZrO2超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和异丙苯裂解及异丙醇脱水反应的影响。引入SiO2会延迟ZrO2的晶化和晶相转变,减弱SO4^2-/ZrO2体系的超强酸性,但对提高样品的异丙苯裂解和异丙醇脱水反应活性有利。     

复合固体超强酸催化剂SO2-4-WO3-ZrO2的结构研究

Solid superacid catalyst SO4(2-)-WO3-ZrO2 was characterized by means of XRD,DTA-TG, and surface area measurement techniques. The dependence of the surface area, SO42- content of the catalyst on calcination temperature was measured. It was found that there is a synergy to a certain degree between SO42- and WO3 with respect to the delay of ZrO2 crystallization, the stabilization of the tetragonal ZrO2 and the enlargement of the surface area of the catalyst. The addition of WO3 is beneficial to the stabilization of SO42- and remarkably increases the stability of SO42- at high temperature.     

SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂的结构及其形成过程

The structure and the forming process of SO42-/ZrO2-SiO2 catalysts were investigated by TG and DTA. The restraint of silica to the crystallization of the catalysts and the relations of weight loss temperature and loss amount of sulfur oxide bonded to the surface of the catalysts with the contents of zirconia were revealed by experimental results. The forming process of the catalysts was also explored by these techniques, some very important information, which will be useful for understanding the structure and properties of catalysts, were obtained.     

Al含量对Pt-SO2-4 /ZrO2-Al2O3固体超强酸催化

通过向SO^2-₄ /ZrO₂催化剂中同时引入适量的Pt和Al₂O₃, 制备出了具有较高催化性能和稳定性的Pt-SO^2-₄ /ZrO₂-Al₂O₃型固体超强酸催化剂. 以正戊烷异构化反应为探针, 考察了Al含量对催化剂性能的影响; 并采用X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、红外(IR)光谱、程序升温还原(TPR)、热重-差热分析(TG-DTA)和氨-程序升温脱附(NH₃-TPD)手段对催化剂进行了表征. 结果表明, Al能够提高ZrO₂的晶化温度, 抑制硫的分解, 增加催化剂的比表面积, 增强硫氧键的结合, 提高催化剂的还原性能, 增加催化剂的酸强度和酸总量. 当Al₂O₃含量(质量分数, w)为5.0%时, Pt-SO^2-₄ /ZrO₂-Al₂O₃固体超强酸催化剂的催化活性最好, 在100 h内异戊烷收率可稳定在52.0%以上, 选择性在98.2%以上.     

引入SiO2对SO2-4/ZrO2超强酸体系的影响

用共沉淀法和负载法制备了一系列SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂, 详细研究了添加SiO2对SO2-4/ZrO2超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和异丙苯裂解及异丙醇脱水反应的影响. 引入SiO2会延迟ZrO2的晶化和晶相转变, 减弱SO2-4/ZrO2体系的超强酸性, 但对提高样品的异丙苯裂解和异丙醇脱水反应活性有利.     

SO2-4/TiO2固体酸催化剂的酸强度及光催化性能

SO     

固体超强酸催化剂Ni/SO42-SnO2的制备与表征

引入镍离子制备出新型固体超强酸Ni/SO42--SnO2,利用FT-IR、XRD、XPS、TG-DTA等测试手段对催化剂结构进行表征.FT-IR谱图显示,催化剂表面的硫酸根与金属以螯合双齿和桥式配位结合,形成了超强酸结构;XRD结果表明,样品表面主要显现出二氧化锡的四方晶型结构的二氧化锡,随着活化温度的提高,晶体结构渐趋完整,结合FT-IR结果表明可知,在973K,700℃时样品表面结合硫酸根已基本分解完毕;XPS结果表明,样品表面S仅存最高价态(+6),这是超强酸具有高的催化活性的首要条件;TG-DTA测得镍的引入有利于催化剂的热稳定性提高,可以较好地获得SO42-组份,使其高温分解流失趋势变得更缓和.以乙酸正丁酯的酯化反应为模型反应,通过正交实验和单因素实验得到Ni/SO42--SnO2的最佳制备条件,粗产品经GC-MS分析,乙酸正丁酯的含量为90.26%,实验结果表明引入一定浓度的镍离子能提高固体超强酸酯化活性.     

大孔SO42-/ZrO2-SiO2复合固体酸制备及催化性能

利用浸渍水解法在大孔SiO2载体上组装固体酸制备出大孔径SO42-/ZrO2-SiO2复合固体酸催化剂。用扫描电镜、红外光谱仪和粉末X射线衍射仪等对其进行表征,结果表明:大孔SiO2载体的毛细管效应促使ZrO2以纳米薄层方式均匀地沉积在SiO2薄层表面,并抑制了ZrO2晶体的生长和晶相的转变,载体的大孔全连通的结构赋予该复合材料高的通透性(孔径在1~2μm)、两面活性点和大的比表面积(约156 m2.g-1)。Hammett指示剂法测得经550℃焙烧后产物的酸强度H0值小于-13.75,属于固体超强酸。以乙酸正丁酯的合成为探针反应考察硫酸浸渍液浓度、焙烧温度等制备条件对其催化活性的影响,结果表明,该SO42-/ZrO2-SiO2固体酸具有较好的催化活性,当焙烧温度为550℃和硫酸浸渍液浓度为1.5 mol.L-1时,超强酸对酯化反应的催化酯化率达到97%。     

The SO+2 radical-ion

From the complex overall EPR spectrum of ⁶⁰Co gamma-irradiated pure solid sulfur dioxide the spectrum of the SO⁺₂ radical-ion was selected and the following principal values for the g-tensor obtained: g₁ = 1.9620;g₂ = 2.0026;g₃ = 2.0118 (Δg = ± 0.0005).     

磁性固体超强酸SO42-/ZrO2-Al2O3-Fe3O4的制备与性能研究

利用化学共沉淀法将磁性基质与固体酸组装制备磁性纳米固体超强酸催化剂，利用XRD、Raman、TG-DSC、M?ssbauer、TEM、HRTEM等手段对样品性质进行表征。结果表明：磁性基质的引入赋予固体超强酸以超顺磁性；Fe₃O₄、Al₂O₃粒子弥散在ZrO₂基质中，烧结过程中阻碍了扩散传质的进行以及晶界移动，抑制了ZrO₂晶体生长，稳定了四方晶相(T-ZrO₂)；样品粒径分布集中，平均约为32 nm；HRTEM显示T-ZrO₂晶体生长取向于(101)方向，晶面间距d(101)=0.29 nm；Hammett指示剂法测得经600 ℃焙烧后产物的酸强度H_o＜-13.8，酸强度大于浓硫酸(H_o=-11.93)。以柠檬酸三丁酯的合成作为磁性固体超强酸SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃-Fe₃O₄催化剂的探针反应，结果表明外磁场的引入提高了柠檬酸的转化率。     

低温陈化法制备SO42-/ZrO2-Sm2O3固体超强酸及表征

本研究以氨水、氧氯化锆和三氯化钐为原料，用共沉淀法制得锆和钐的氢氧化物，经低温陈化、过滤、烘干和高温焙烧，制备出SO₄^2-/ZrO₂-Sm₂O₃固体超强酸(以下简称SZS)。用流动指示剂法测定其酸度，用IR、XRD对其进行了表征，并将其用于催化氯乙酸和乙醇的酯化反应。结果表明，低温陈化样品的突出优点是酸强度大(H₀< -14.5);与SO₄^2-结合得牢;在较宽的温度范围内，具有催化活性的亚稳态的ZrO₂四方晶相没有发生相转变，这是其催化活性较高的微观原因。     

纳米复合固体超强酸SO42-/CoFe2O4的制备和表征

采用纳米化学制备技术合成了新型的纳米复合固体超强酸催化剂ＳＯ４＾２－／ＣｏＦｅ２Ｏ４。用ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＸＰＳ、红外光谱和比表面测定等技术研究了该催化剂的结构形态,结果表明：所研制的ＳＯ４＾２－／ＣｏＦｅ２Ｏ４２催化剂为晶态纳米粒子（〈５０ｎｍ）,比表面积很大（１５７ｍ＾２．ｇ＾－１）,ＳＯ４＾２－与氧化物的金属离子呈无机齿螯合状配位化合物的结合形式。以乙酸乙酯合成为模型反应考究了该催化剂的催化活     

低温陈化法制备SO42-/ZrO2-TiO2超强酸及其催化性能和稳定性研究

本文采用低温陈化法制备了SO₄^2-/ZrO₂-TiO₂固体超强酸,并将其用于催化乙酸正丁酯的酯化反应,采用TEM、IR和XRD等对样品进行了检测。结果表明,低温陈化的样品具有较强的酸性和催化活性,空气中放置30天后其酸性和催化活性变化不大。XRD谱图显示,低温陈化的样品经550℃焙烧后出现了较强的锐钛矿晶相衍射峰。     

SO42-/ZrO2-Al2O3催化剂表面酸性质对正丁烷异构化反应性能的影响研究

采用“沉淀-浸渍”法制备一系列不同硫酸负载量的SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂,利用N₂吸附-脱附、Py-FTIR、XRD等手段对催化剂进行表征。在常压、200 ℃、H₂：C₄=2：3和质量空速为3 h^-1的反应条件下,在固定床微型反应评价装置上考察了硫酸负载量对SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化正丁烷异构化反应性能的影响。Py-FTIR结果表明,硫酸化处理为催化剂表面提供了丰富的Brønsted酸性位,其中,强Brønsted酸性位在正丁烷异构化反应中起重要作用,因此,硫酸化处理可显著提高正丁烷异构化活性,而Lewis酸性位与之没有直接关系。     

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。     

纳米固体超酸SO42-/TiO2的研究

The new nanosolid superacid catalyst SO₄^2-/TiO₂ is compounded with nanometer chemical technology. This catalyst SO₄^2-/TiO₂ has good catalytic effects on esterificational reactions of ethylic acid and ethyl alcohol. It has many other advantages such as strong water-proof quality, being able to be used repeatedly, being easy to be re-claimed, non-corroding, non-polluting. So it is a green industrial catalyst which is helpful to the environment and possesses wide prospect of applications. The crystallo-process, specific surface area and sulphur content of the SO₄^2-/TiO₂ system have been studied with the method of XRD, XPS and the chemical analysis, the result of which indicates that catalytic activity and acid strength of SO₄^2-/TiO₂ is affected by the H₂SO₄ saturant concentration, baking temperature, precipitating condition, specific surface area and sulphur content. The best preparation conditions of SO₄^2-/TiO₂ are: ageing temperature at 0℃, 0.5mol·L^-1 of H₂SO₄ concentration, baking temperature at 500℃and 3 hours of baking time.     

SO42-/ZrO2的制备工艺对催化橡胶籽油裂解油酯化的影响

以SO₄^2-/ZrO₂为催化剂对橡胶籽油裂解油进行甲酯化。研究了锆源、焙烧温度及焙烧时间对催化剂活性的影响,分别采用氨气吸附程序升温脱附(NH₃-TPD)和吡啶红外(Py-IR)对固体酸SO₄^2-/ZrO₂的酸性和酸型进行分析。实验结果表明,以ZrOCl₂为锆源,550℃焙烧4 h所得固体酸SO₄^2-/ZrO₂的催化活性最好,性能较稳定。对酯化产物的组成及性能进行了考察,结果表明,酯化产物的各项性能均优于传统工艺制备的生物燃油,且与0^#柴油相近。     

纳米复合固体超强酸SO42-/ZnFe2O4的制备与催化合成癸二酸二乙酯的研究

以硫酸盐为原料,添加NaOH和NaHCO₃以制备出碱式碳酸盐前驱体,合成出新型的纳米固体超强酸催化剂SO₄^2-/ZnFe₂O₄,经XRD、BET、IR等检测,粒径为35nm,比表面积很大(137m^2-1),粒度均匀。首次以该固体酸为催化剂,癸二酸和无水乙醇为原料合成癸二酸二乙酯,考察了影响反应的因素。结果表明,醇酸摩尔比为4.0∶1,催化剂用量为1.0g(癸二酸0.1mol),带水剂苯15mL,反应时间2.5h是最佳反应条件,酯化率可达91%,并推断出该催化剂的酸强度-16.02< H_o< -14.52.