S2O8^2—和SO4^2—促进ZrO2固体超强酸正戊烷反应性能差异的研究

考察了常温下S2O8^2-促进ZrO2(PSZ)固体超强酸催化剂上正戊烷的反应性能，并与SO4^2-促进ZrO2（SZ）反应相比较，观察到PSZ和SZ对正戊烷都具有异构化和裂解的双重作用，主要产物分别为异戊烷和异丁烷。正戊烷的异构化转化率和表观反应速率常数主要取决于样品的焙烧温度。但对于正戊烷异构化反应，PSZ的最佳焙烧温度为550℃，比SZ的低50℃。在各自的最佳焙烧温度下反应1h后，前者的异戊烷生成率为后者的1．3倍。通过S含量和比表面积测定以及用XRD和FTIR等手段分析了PSZ的物理化学特性。从原位FTIR谱图发现，PSZ（550℃）表面S－O键的红外吸收明显比SZ（600℃）的强；通过吡啶红外手段发现PSZ（550℃）吡啶离子吸收峰的红移大于SZ（600℃），表明前者的Lewis酸强于后者。     

SO4^2—／ZrO2和SO4^2—／Al2O3—ZrO催化剂上的正戊烷反应

研究了添加Ａｌ对ＳＯ４＾２－／ＺｒＯ２超强酸样品的晶化,比表面、硫含量、超强酸性和正戊烷反应性能的影响,考察了活化温度、反应温度、Ａｌ含量和载Ｐｔ对催化剂活性和选择性的影响。ＳＯ４＾２／Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２催化剂的酸强度与ＳＯ４＾２－／ＺｒＯ２基本相当,但超强酸位经后者多,未载Ｐｔ时正戊烷反应活性和稳定性明显高于后者,负载Ｐｔ后,正戊烷异构化选择性和稳定性大大提高,但Ｐｔ／ＳＯ４＾２－／Ａｌ２Ｏ３     

Al含量对Pt-SO2-4/ZrO2-Al2O3固体超强酸催化正戊烷异构化性能的影响

通过向SO42-/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-SO42-/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-SO42-/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.     

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.     

S2O2-8/ZrO2固体超强酸的研究

以Ｓ２Ｏ８＾２－浸渍无定形Ｚr（ＯＨ）４,制得较ＳＯ４＾２－／ＺrＯ２酸性更强的固体超强酸。用正丁烷异构化反应考察了Ｓ２Ｏ８＾２－／ＺrＯ２的酸性。结果表明,在对 ＺrＯ２有促进作用的非卤素阴离子中,Ｓ２Ｏ８＾２－是最好的促进剂。最佳焙烧条件下Ｓ２Ｏ８＾２－／ＺrＯ２固体超强酸比ＳＯ４＾２－／ＺrＯ２的酸性更强。３５℃下,Ｓ２Ｏ８＾２－／ＺrＯ２上正丁烷异构化反应速率较ＳＯ４＾２－／ＺrＯ２提高了１．２倍     

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.     

镝对固体超强酸催化剂ZrO2-Dy2O3/SO42--HZSM-5的酸性和稳定性的影响

合成了固体超强酸催化剂ＺｒＯ２－Ｄｙ２Ｏ３／ＳＯ４＾２－,并将其负载于分子筛ＨＺＳＭ－５上,制成复合型固体超强酸催化剂ＺｒＯ２－Ｄｙ２Ｏ３／ＳＯ４＾２－ＨＺＳＭ－５）以下简称催化剂ＺＤＳＨ）,采用Ｈａｍｍｅｔｔ批示剂法,吸附吡淀的ＴＰＤ法,考察催化剂ＺＤＳＨ的酸强度及其分布;通过热重分析（ＴＧＡ）、差热分析（ＤＴＡ）方法,考察镝对催化剂ＺＤＳＨ稳定性的作用;运用红外光谱（ＩＲ）法,分析催化剂ＺＤＳ     

γ-Al2O3负载Cr促进SO2-4/ZrO2固体超强酸研究

将Ｃｒ促进的ＳＯ＾２－４／ＺｒＯ２（ＳＺ）固体超强酸Ｃｒ－ＳＺ负载于γ－Ａｌ２Ｏ３载体上,制成Ｃｒ－ＳＺ／Ａｌ２Ｏ３系列固体超强酸,利用探针反应考察了其超强酸性,中强酸性和弱酸性的变化情况,详细研究了样品的比表面、硫含量、ＺｒＯ２晶化情况及正丁烷低温异构化反应活性,结果发现,负载后部分Ｃｒ－ＳＺ的正丁烷低温异构化反应活性显著提高,含铬样品酸强度和脱氢性能的增强对其正丁烷异构化反应活性的提高均有贡献,样品酸性和脱氢性之间的合适匹配使Ｃｒ－ＳＺ／Ａｌ２Ｏ３显示出很高的正丁烷异构化反应活性。     

ZrO2及SO^2—4／ZrO2超强酸催化剂的XRD分析

用ＸＲＤ技术从定性和定量上对ＺｒＯ２，特别是ＳＯ＾２－４／ＺｒＯ２超强酸催化剂的物相和四方相ＺｒＯ２的含量进行了详细的考察。结果表明，ＳＯ＾２－４的引入使ＳＯ＾２－４／ＺｒＯ２的晶化温度比ＺｒＯ２大约提高了１００Ｋ，并且使亚稳态四方相ＺｒＯ２得以稳定。亚稳态四方相ＺｒＯ２的含量主要受处理液浓度和焙烧温度的影响。处理液浓度越大，四方相含量越高；焙烧温度越高；四方相含量越低。强酸性的Ｈ２ＳＯ４溶液比弱     

一种制备用于正庚烷异构化的Pt-WO3/ZrO2催化剂的新方法

 采用不同的ZrO(OH)2前驱体制备了WO3-ZrO2和Pt/WO3-ZrO2催化剂. 结果表明,与常规的ZrO(OH)2水凝胶为前驱体制备的WO3-ZrO2-CP催化剂相比,以常压流动氮气中干燥处理的ZrO(OH)2乙醇凝胶为前驱体制备的WO3-ZrO2-AN催化剂对正庚烷临氢异构化反应具有更高的催化活性. 当在 WO3-ZrO2-AN中添加少量Pt时,其催化活性和稳定性均得到显著提高. 表明以ZrO(OH)2醇凝胶为前驱体可以制备出高效稳定的Pt/WO3-ZrO2-AN催化剂.     

双酸体系下有序介孔SO42-/ZrO2-SiO2材料的合成

采用一锅合成法通过调变自组装过程中硫酸和盐酸的体积比,成功制备了系列介孔SO₄^2-/ZrO₂-SiO₂固体酸材料(Zr/Si物质的量为1.1).XRD、UV-Vis DRS、HR-TEM等表征结果表明,所得材料均具有高度有序的二维介孔结构及四方相氧化锆的晶体结构.氮吸附和FT-IR表征结果进一步发现,通过改变硫酸/盐酸体积比可有效调变材料比表面积、孔容、孔径及表面L酸与B酸的相对强度.与纯硅介孔分子筛SBA-15不同,此系列SO₄^2-/ZrO₂-SiO₂固体酸材料均在正戊烷的异构化反应中表现出较高的催化活性和稳定性.其原因在于,在合成过程中硫酸的加入不仅促使了酸基的形成,而且稳定了催化剂的晶体结构;盐酸的存在则保持了有序的介孔结构.由此可见,混酸合成体系有望制备出结构有序、酸性可调、催化性能优越的新型催化材料,并在众多酸催化反应中取得应用.     

Liquid-phase alkylation of phenol with long-chain olefins over WOx/ZrO2 solid acid catalysts

The liquid-phase alkylation of phenol with 1-dodecene was carried out over WO_x/ZrO₂ solid acid catalysts. The catalysts were prepared by wet impregnation method using zirconium oxyhydroxide and ammonium metatungstate. Catalysts with different WO₃ loading (5–30 wt.%) were prepared and calcined at 800 °C and catalyst with 15% WO₃ was calcined from 700–850 °C. All the catalysts were characterized by surface area, XRD, and FTIR. The catalyst with 15% WO₃ calcined at 800 °C (15 WZ-800) was found to be the most active in the reaction. The effect of temperature, molar ratio and catalyst weight on dodecene conversion and products selectivity was studied in detail. Under the optimized reaction conditions of 120 °C, phenol/1-dodecene molar ratio 2 and time 2 h, the catalyst 15 WZ-800 gave >99% dodecene conversion with 90% dodecylphenol selectivity. Comparison of the catalytic activity of 15 WZ-800 with sulfated zirconia calcined at 500 °C (SZ-500) and Hβ zeolite showed that activity of SZ-500 was lower than that of 15 WZ-800, while Hβ zeolite showed negligible activity. It is observed that the presence of water in the reaction mixture was detrimental to the catalytic activity of WO_x/ZrO₂. The catalyst 15 WZ-800 also found to be an efficient catalyst for alkylation of phenol with long-chain olefins like 1-octene and 1-decene.     

Catalytic Performance of Re/Ga2O3/WO3/ZrO2 Catalyst for n-Hexane Isomerization

A series of Re/Ga₂O₃/WO₃/ZrO₂ catalysts were prepared by the impregnation method. The crystalline structure, redox, and acid site distribution of the catalysts were characterized by X-ray powder diffraction, temperature-programmed reduction of H₂, and temperature-programmed desorption of NH₃. Their catalytic performance for n-hexane isomerization was studied. The results showed that the addition of Re greatly affected the redox properties and the acid site distribution of the catalysts. Owing to the presence of Re, n-hexane isomerization was catalyzed by metal and acid sites, and thus the conversion of n-hexane and the selectivity for 2,2-dimethylbutane were significantly increased. Under the conditions of 195 °C, 1.0 MPa, LHSV = 1.0 h⁻¹, and n(H₂)/n(C₆) = 2.0, the conversion of n-hexane over 1.0%Re/1.0%Ga₂O₃/WO₃/ZrO₂ is 84.8%, and the selectivities for 2,2-dimethylbutane, i-hexane, and cracking products (C_5-) are 20%, 97.7%, and 2.1%, respectively. The catalyst is stable during 150 h operation.     

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-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。     

Liquid phase mononitration of chlorobenzene over WOx/ZrO2: A study of catalyst and reaction parameters

To study the effect of W concentration and activation temperature of the catalysts a series of WO_x/ZrO₂ samples with varying concentration of W (10–25 wt.%) were prepared and activated at 650/750 °C. XRD of sample shows 15 wt.% W stabilizes the tetragonal phase of zirconia up to 750 °C. Above and less than 15 wt.% shows peaks corresponding to monoclinic WO₃ and monoclinic ZrO₂, respectively. Further, the tungsten modification stabilizes the specific surface area of ZrO₂. There is an increase in the surface area observed up to 15 wt.% W, which declines on further increase in the concentration. The NH₃ TPD confirms the presence of acid sites with varying strength from the broad desorption profile. The 15 wt.% W and activated at 750 °C shows maximum acidity. The results of the nitration reaction of chlorobezene imply the 15 wt.% W and activation at 750 °C shows maximum activity. Not only yield, a better para-selectivity is also achieved with WO_x/ZrO₂ samples. Effect of activation temperature, W concentration and reaction parameters such as reaction temperature, reaction time, the presence of solvent and solvent free medium on activity and selectivity are studied in details.     

Pd含量对SO42-/ZrO2-WO3固体超强酸催化剂其异构化性能的影响

制备了Pd-SO₄^2-/ZrO₂-WO₃型固体超强酸催化剂,并采用XRD、FT-IR、TPR、XPS、BET和TG-DTA等表征手段对催化剂进行了表征。以正戊烷异构化为探针反应,考察了Pd含量对催化剂异构化活性的影响。结果表明,Pd可以明显地降低催化剂的还原温度,提高催化剂中SO₄^2-的分解温度,从而提高了催化剂热稳定性。当Pd质量分数为0.05%时,Pd-SO₄^2-/ZrO₂-WO₃固体超强酸催化剂的催化活性最好。该催化剂在反应温度260℃、反应压力2.0 MPa、质量空速为1.0 h^-1、氢油比为4.0时,异戊烷收率和液收率为40.1%和93.9%。     

Influence of Adding SiO2 into ZrO2 on SO2-4/ZrO2 Solid Superacid

用共沉淀法和负载法制备了一系列SO     

Pt/SO42??ZrO2: The state of platinum and its relation with catalytic activity inn-hexane isomerization

Pt/SO₄ ²⁻−ZrO₂ calcined at 873 K shows the same catalytic activity forn-hexane isomerization as the calcined and reduced sample. A platinum reduction peak did not appear in the TPR profile and the presence of Pt⁰ was detected by XPS on the only calcined Pt/SO₄ ²⁻−ZrO₂. Nevertheless, this calcined material does not show hydrogen chemisorption and cyclohexane dehydrogenation activity.     

焙烧温度对微乳液法负载铂制备的Pt-S2O82-/ZrO2-Al2O3催化剂异构化性能的影响

过微乳液法负载Pt制备了Pt-S₂O₈^2-/ZrO₂-Al₂O₃(Pt-SZA-X) 催化剂,并采用XRD、BET、FT-IR、TPR、TEM等手段对催化剂进行了表征。以正戊烷异构化反应为探针,考察了焙烧温度对催化剂异构化性能的影响。结果表明,焙烧温度对Pt-SZA-X的还原温度影响不大,但催化剂表面S含量随着焙烧温度的升高而下降;焙烧温度为600~650℃时形成O=S=O结构,此时S与催化剂载体结合比较稳定;焙烧温度为650℃时,可得到单一的ZrO₂四方晶相,焙烧温度高于650℃时,比表面积迅速降低,催化剂表面S⁶⁺流失严重。在不同温度下焙烧得到的催化剂中,经650℃焙烧的催化剂具有适宜的超强酸位和比表面积,异构化活性最高。在反应温度为230℃、反应压力2.0 MPa、氢烃物质的量比4:1、质量空速1.0 h^-1时,催化异戊烷产率达到60.8%。