新型固体酸催化酯化反应研究

硫酸钛经高温焙烧制得一类新型固体酸，吸附吡啶的红外光谱表明，该类催化剂的表面存在明显的Bronsted酸性位，400-450℃焙烧得到的固体酸在己二酸二丁酯的合成中具有较好的起始活性，在下列条件下己二酸的转化率达到99％：0．1mol己二酸，0．35mol丁醇，T—450催化剂0．5g，油浴温度150℃，100min.该类催化剂对其它脂肪酸丁酯和异戊酯的合成具有极好的催化活性，60-120min时间内，转化率可达96％以上，催化剂回收容易，可重复使用多次。     

高温煤气脱硫

用自制的铁酸锌高温煤气脱硫剂研究了硫化氢浓度、硫化温度、空速对脱硫反应及脱硫剂物理性质的影响。结果表明：铁酸锌脱硫剂的反应的活性随着Ｈ２Ｓ浓度及硫化的升而而升高，脱硫温度为５５０℃时，脱硫剂的硫容量最高，脱硫剂的物理性质基本保持不变；硫化空速为８５０ｈ＾－１时，空速和反应时间同时达到最大值，硫化反应可用未反应核收缩模型描述，得到了转化率与时间之间的动力学方程     

高温煤气脱硫 Ⅰ．铁锌基脱硫剂脱硫工艺条件及硫化动力学

用自制的铁酸锌高温煤气脱硫剂研究了硫化氢浓度、硫化温度、空速对脱硫反应及脱硫剂物理性质的影响。结果表明：铁酸锌脱硫剂的反应活性随着Ｈ２Ｓ浓度及硫化温度的升高而升高，脱硫温度为５５０℃时，脱硫剂的硫容量最高，脱硫剂的物理性质基本保持不变；硫化空速为８５０ｈ￣（－１）时，空速和反应时间同时达到最大值。硫化反应可用未反应核收缩模型描述，得到了转化率与时间之间的动力学方程。     

煤酸异构化制对苯二甲酸

进行了煤氧化产物煤酸（水溶酸WSA）钾在催化剂碳酸镉的存在下，异构化制对苯二甲酸(TPA)的研究。主要考察了催化剂用量、二氧化碳初压、反应温度和反应时间对TPA产率的影响。结果表明，在催化剂存在下煤酸可以转化成TPA。单独煤酸钾异构化时，较佳反应条件：温度430 ℃～450 ℃，压力4.0 MPa，催化剂CdCO3用量4%，反应时间2 h。煤酸钾与苯甲酸（BA）钾混合异构化时，较佳反应条件与单独煤酸钾时基本相同。单独煤酸钾在较佳条件下异构化时，粗TPA产率达34%左右，相当于根据其中有效成分苯多羧酸（BPCA）计算的理论产率的75%左右，选择性较好。煤酸钾加苯甲酸钾在较佳条件下异构化时,粗TPA产率可达68%，扣除假定BA自身岐化生成TPA理论产量之后，则煤酸的TPA产率高达70%，比煤酸单独异构化TPA产率(34%)高1倍。粗TPA经精制可得纯度99%以上的精TPA。     

脂肪酶催化扁桃酸乙酯酯交换反应的研究

利用脂肪酶Novozym 435在正丁醇体系中催化酯交换反应,对(R,S)-扁桃酸乙酯进行了动力学拆分,考察了系统初始加水量,反应温度,振荡速度,底物浓度等因素对脂肪酶催化活性和对映体选择性的影响.研究结果表明,最适初始加水量为0.4%;在20℃~60℃范围内,酶催化活性随温度升高而增加,酶选择性随温度先升高后下降,最适温度45℃;底物扁桃酸乙酯浓度达5000 mmol/L时,未观察到底物抑制现象,反应初速度为2.78mmol.L-1.m in-1.     

固体铌酸催化下甲苯的硝化

在不同焙烧温度下制备了一系列固体铌酸催化剂。测定了固体铌酸催化剂的比表面积、表面酸强度及表面酸量。研究了催化剂焙烧温度、硝化反应时间、硝化反应温度、有无醋酐存在、硝酸浓度、催化剂的重复使用等因素对甲苯硝化反应影响。实验结果表明,当反应温度为40℃,反应时间为60 min时,以CCl4为溶剂,以质量分数为95%的硝酸为硝化剂,在醋酐存在条件下,以经300℃焙烧3 h后的铌酸作为催化剂,甲苯硝化产物中异构体的邻对比达1.26,较硝硫混酸的1.67显著降低,产物得率达99.3%。且该催化剂循环使用5次,催化活性基本不变,是一种极具应用前景的绿色硝化反应催化剂。     

4,5-环氧环己烷1,2-二甲酸二缩水甘油酯与2-甲基咪唑的固化特征

用扭辫分析法(TBA)、示差扫描量热法(DSC)对4,5-环氧环己烷1,2-二甲酸二缩水甘油酯、二甲基咪唑体系的固化特征作了研究;由TBA法测得的玻璃化时间、固化温度的关系曲线呈W型,表明本体系整个固化过程系通过两个交联反应阶段完成的,即其玻璃化曲线在80℃通过最小值后的向上延伸为交联反应第一阶段,在120℃以上,玻璃化时间又趋缩短,并在180℃通过第二个最小值后又向上急剧延伸为交联反应的第二阶段。第一、二阶段反应趋近完全时试样的玻璃化温度分别为130℃、190℃。参照Farkas等的工作对本体系的交联反应过程作了讨论。     

氟碳铈矿-独居石混合精矿碳热氯化反应

研究了氟碳铈矿-独居石混合精矿的高温氯化反应, 发现在活性脱氟剂存在下, 在500～800 ℃之间, 稀土氯化率由无脱氟剂时的55%～88%增至92%～99%. 当氯化反应温度低于600 ℃时, 氯化产物的酸不溶物的量随着温度的升高而降低; 而当温度高于900 ℃时, 酸不溶物的量明显增加. 脱氟剂的作用可以使氟碳铈矿-独居石混合精矿氯化反应在600 ℃的低温下进行, 这和1000～1200 ℃的Goldschmidt加碳氯化工艺明显不同.     

一种新型深紫外正型光致抗蚀剂材料的研究

通过松香酸和丙烯酸的Diels-Alder反应得到了一种二酸——丙烯海松酸.丙烯海松酸有大的脂环结构和良好的成膜性,在固体膜层中,它可以和二乙烯基醚,如1,3-二乙烯氧基乙氧基苯,在加热条件下(80℃以上)发生反应,产物在稀碱水中难溶.这样形成的产物在光产酸剂产生的强酸催化下,在温度高于100℃时,可以迅速分解,从而变成稀碱水易溶.因此,用此二酸、二乙烯基醚和产酸剂可组成一种正型的光致抗蚀剂,当用254 nm的低压汞灯曝光时,其感度在30 mJ/cm²以下.     

酸压用自降解颗粒暂堵剂的制备与性能评价

暂堵酸压技术是改造碳酸盐岩储层、提高储层渗透性、保证油井增产稳产的有效措施。其中,暂堵剂是暂堵酸压技术的关键。本文采用水溶液聚合法制备了一种酸压用自降解颗粒暂堵剂TDJ,通过室内实验对TDJ进行了配方优化、降解性、封堵性及解堵性等研究。结果表明：反应温度为60 ℃, 30%丙烯酰胺,1%乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,0.3%过硫酸铵合成的TDJ性能最好。TDJ适用地层温度为60~120 ℃,其降解时间受HCl浓度和NaCl溶液浓度影响,在1%HCl中完全降解需要85 h,20%HCl中完全降解需要67 h;在10000 mg/L NaCl溶液中完全降解需要10 h, 70000 mg/L NaCl中完全降解需要18 h。岩心实验表明：TDJ具有良好的封堵性能和解堵性能,暂堵率和解堵率分别达到90%和92%以上。      

1-己基-3-甲基咪唑四氯化铁盐固化环氧树脂E-51的反应特性

采用差示扫描(DSC)量热分析法研究了1-己基-3-甲基咪唑四氯化铁离子液体([C₆mim]FeCl₄)与双酚A型环氧树脂E-51的固化反应。结果显示,由于[C₆mim]FeCl₄包含多级胺基结构,因此可以作为E-51的高温固化剂使用,其与E-51的反应包含两个阶段:第一个阶段的反应放热峰峰顶温度约在120 ℃,第二个阶段的反应放热峰峰顶温度会随着[C₆mim]FeCl₄用量的增加而发生变化。当[C₆mim]FeCl₄与混合胺复配成新型固化剂时,二者产生明显的协同效应。通过恒温DSC实验发现,复配体系与E-51的固化反应可以在室温下发生,表现为在30 ℃固化反应放热峰峰顶放热时间为5 min左右,且随着恒温固化反应温度的提高,峰顶放热峰时间会缩短。非等温动力学结果显示:复配体系与E-51的反应活化能为979 J/mol,仅是混合胺体系的17%左右。反应级数为0.5表明这一固化反应是无规反应。     

微管中的酸化反应:沉淀及界面效应

利用玻璃微管模拟孔隙性油藏, 研究了微乳酸(O/W)、土酸(即HCl/HF混合物)在不同内径的玻璃微管中的反应. 结果表明, 土酸对微管内表面的溶蚀速率较快, 且在反应过程中发现有氟硅酸钾/钠沉淀析出; 而微乳酸的反应速度较慢, 反应过程中只发现一些蚀斑. 微管内径越小, 则反应产生的气泡越易发生聚并, 形成气液环状分布. 土酸在管内不同位置处的反应速率不同, 液气界面处的反应明显较快. 在相同压力梯度下, 50及25 μm微管经两种酸液体系酸蚀后蒸馏水在其中的流速均有不同程度的增加(在管中反应 24 h), 即其流动能力明显增大; 蒸馏水在经微乳酸酸化后的微管中流动能力增加得更明显. 这不仅直观地证明了土酸在砂岩储层中酸化引起的二次沉淀反应, 而且土酸在微管中反应的界面效应也制约了酸化效果, 微乳酸在反应过程中不产生沉淀并能消除界面效应, 因而是一种较理想的酸化体系.     

一种氟气源的制备及热分解

研究了 KF· K2 Ni F6的高温高压法合成及其在高温下的分解性能 .结果表明 ,当温度大于 2 2 5℃、氟气压力大于 2 .0 MPa时 KF和 Ni F2 的混合物可迅速与 F2 反应 ,红外光谱及拉曼光谱研究证明反应产物为 KF· K2 Ni F6;约 2 50℃时 ,KF·K2 Ni F6将分解放出氟气 ,分解压力在 350℃时超过 62 0 k Pa、氟气纯度达到 99%以上 .KF· K2 Ni F6可以用作氟气发生器中的氟气源     

十二酸的α-氯代反应中的催化剂研究

α-氯代脂肪酸是一类可用于直接从脂肪酸合成α-氨基酸和甜菜碱类两性表面活性剂等精细化学品的重要中间体。本文从烯酮式反应机理出发,以α-氯代十二酸(α-CDA)的合成为模型,对酰氯化试剂(对甲苯磺酰氯、十二酰氯、氯磺酸等)和质子酸催化剂(如H型离子交换树脂、氯磺酸、对甲苯磺酸、醋酸等)进行组合和选择,并与文献报道的特殊添加剂乙酐比较,研究不同催化体系在酸催化合成α-氯代脂肪酸时的催化作用。氯磺酸既有磺酸基团提供强质子酸,又有磺酰氯基团作为酰氯化试剂,因而是催化十二酸的α-氯代反应的适宜催化剂。当w(氯磺酸)∶w(十二酸)=2%,搅拌转速1000r/min,氯气流量40L/h,反应温度为120℃时,反应3h后α-CDA产率达到96.4%。     

反应气中活化后的镍酸镧用于二氧化碳加氢生成甲烷

采用柠檬酸法制备了钙钛矿镍酸镧,并将其作为催化剂的前躯体用于二氧化碳甲烷化反应中。催化剂在400℃~700℃温度下反应气中进行活化处理。活化过程中生成了金属镍颗粒和碳酸氧化镧。金属镍呈高度分散状并被碳酸氧化镧包裹,这种现象有助于反应在400℃和500℃的高温下仍保持高活性和稳定性。XRD、XPS、TEM和H₂-TPD等表征测试表明,在活化过程中生成的碳酸氧化镧对反应起到了至关重要的作用。     

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…     

酸功能化离子液体催化三聚甲醛与烯烃的Prins反应

以烯烃和三聚甲醛为原料,采用酸功能化离子液体作催化剂,在无溶剂体系中经Prins反应合成了1,3-二氧己环衍生物.对不同离子液体的催化活性进行了考察,选择[BsTmG][HSO4]作为反应的催化剂.研究了温度、时间以及原料摩尔比对反应的影响,得到较佳实验条件为:催化剂用量为烯烃摩尔量的5%,三聚甲醛与烯烃摩尔比为1∶1,温度80℃,时间10 h.该催化体系具有较好的底物适用性,离子液体[BsTmG][HSO4]经简单的萃取分离后重复使用8次,仍保持较好的催化活性.     

果糖一步水热合成碳微球固体酸催化纤维素水解

纤维素水解是生物质资源转化利用中最关键的一步. 通过硫酸浸渍活性炭方法制备的磺酸基功能化活性炭是目前纤维素水解反应中应用最为广泛的固体酸之一,但这种方法存在严重的环境污染问题. 我们利用果糖的水热碳化,在150 ℃的温和条件下合成了一种新型的富含羧基和羟基的碳微球固体酸,在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐[BMIM][Cl]溶剂体系中,该碳微球可以有效地将纤维素水解（130 ℃,反应3 h,还原糖产率45.6%）. 为了进一步提高碳微球固体酸的活性,以磺基水杨酸为共聚物,利用果糖的水热碳化反应,通过一步水热法合成了含有磺酸基的碳微球固体酸催化剂. 系统研究了该催化剂作用下反应温度、反应时间、催化剂使用量、水的添加量以及纤维素起始浓度等因素对纤维素催化水解的影响. 在[BMIM][Cl]溶剂中,纤维素水解的还原糖产率提高到了60.7% （130 ℃,反应90 min）,且催化剂循环5次后仍能保持良好催化活性. 本工作利用果糖一步水热法制备碳微球固体酸,并将其应用于纤维素的高效水解,为生物质资源的高值化提供了一条新路径.     

熔融/固相缩聚法合成聚乙醇酸及其性能表征

采用熔融/固相缩聚法合成了聚乙醇酸(PGA)可降解高分子材料,其基本反应步骤为:以乙醇酸为原料,先在190℃熔融状态下将乙醇酸脱水制成分子量为2万左右的低聚物,然后将制得的低聚物在190℃下进行固相缩聚以进一步提高分子量,所制备的PGA产物通过IR、DSC、XRD等手段进行表征。重点考察了不同催化剂,催化剂用量、是否熔融、反应温度、反应时间等因素对固相缩聚的影响,并得出熔融/固相缩聚法合成高分子量的聚乙醇酸的较佳工艺条件:反应温度190℃,二水合醋酸锌与等摩尔量的对甲苯磺酸作为催化剂(质量分数为0.4%),熔融缩聚2h后制得低聚物,然后在190℃下进行固相缩聚,40h后熔融一次,产品粉碎后继续固相缩聚60小时,PGA的重均分子量可达74000左右。     

镧掺杂硫酸钛的酸性及催化缩酮活性

以La2O3为镧源,硫酸钛掺杂镧后经高温焙烧制得一类稀土改性固体酸.用DTA,XRD表征催化剂结构,用吸附吡啶的FT-IR表征其表面酸性,由Hammett指示剂来测定酸强度,以正丁胺定量分析催化剂表面Bronsted酸和Lewis酸酸量;用环己酮与乙二醇缩酮化反应表征其酸催化性能.结果表明:催化剂表面同时存在B酸和L酸中心,且B/L酸量比与焙烧温度、镧的含量呈现较好的线性关系;在缩酮化反应中具有良好的催化活性,在300～600℃的实验范围内,催化活性随灼烧温度的升高而降低,随镧含量的增加而升高,兼有B酸和L酸的催化剂具有更好的催化活性.催化剂易回收和再生,反应后处理简单,无废酸排放,可重复使用多次,该固体酸是一种环境友好催化剂.