稀土固体超强酸SO42-/TiO2/La3+催化合成丁酸异戊酯

The synthesis of isoamyl butyrate with isoamyl alcohol and butyric acid as reactants and rare-earth solid superacid SO₄^2-/TiO₂/La³⁺ as catalyst had been studied.The influent actors of reaction were investigated.The results showed that the appropriate conditions should be: Weight of catalyst was 0.5g (weight of butyric acid if 0.2mol); molar ratio of isoamyl alcohol to butyric acid was 1.8: 1; reaction time was 2.0 h; the taking water reagent (Toluene) was 15mL.The yield of isoamyl butyrate was about 99.0%.     

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团体超强酸催化剂ＳＯ４２－／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ＳＯ４２－／ＣｏＦｅ２Ｏ４催化剂为晶态纳 米粒子（＜ ５０ｎｍ）,比表面积很大（１５７ｍ２· ｇ－１）,ＳＯ４２－与氧化物的金属离子呈无机双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察了该催化剂的催化活性,比较了酸性和酸强度,推断出该催化剂的酸 强度Ｈ０＜－１４．５。     

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.     

低温陈化法制备SO42-/WO3-TiO2固体超强酸及性能研究

固体超强酸的研制是近20年来催化领域中的热点研究课题之一。起初，人们所研制的SO4^2-/MxOy型固体超强酸中，MxOy多为ZrO2。近年来，研究者们为得到高酸强度和高催化活性的固体超强酸催化剂，以ZrO2为主体，引入第二组分、第三组分组成复合型催化剂，这方面的研究者颇多，也取得了一     

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-/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.     

共沸除氯工艺制备稀土固体超强酸SO42-/SnO2-Nd2O3及其表征

采用共沸除氯工艺制备固体超强酸SO42-/SnO2-Nd2O3,可免除抽滤,大大节省催化剂的制备时间。将其应用于α-蒎烯的异构化反应,考察了催化剂的最佳制备条件,并利用FT-IR、XRD、TG-DTA、BET等技术对催化剂进行了表征。结果表明,稀土Nd2O3的引入,延缓了SnO2晶化,提高了SO42-/SnO2的催化活性;催化剂最佳制备条件为:Nd2O3引入量为SnO2的3 mol%,浸渍液浓度1.0 mol/L,焙烧温度500℃,焙烧时间2 h。     

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%。     

钨含量对固体超强酸催化剂Pd-SO42-/ZrO2-WO3异构化性能的影响

为了研究Pd-SO₄^2-/ZrO₂-WO₃型固体超强酸催化剂的异构化性能,以正戊烷异构化为探针反应, 考察了钨(W)含量对催化剂异构化性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、FT-IR、H₂-TPR、比表面积测定(BET)、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,分析了WO₃含量对催化剂酸性、比表面积、氧化还原能力以及晶体结构的影响。结果表明,当WO₃的质量分数为13%焙烧温度为600℃时, Pd-SO₄^2-/ZrO₂-WO₃固体超强酸催化剂的催化活性最好。在反应温度260℃,压力2.0MPa,质量空速1.0h^-1,氢油比为4.0时,异物烷产率为40.1%。在80h内异戊烷收率可稳定在38%左右,选择性在95.3％以上。     

新工艺制备固体超强酸SO42-/SnO2-Nb2O5及其催化松油醇酯化

采用新工艺制备固体超强酸SO42-/SnO2-Nb2O5,将其应用于松油酯化反应。催化剂最佳制备条件:Nb2O5引入(SnO2质量分数)3%,浸渍硫酸浓度1.5 mol/L,500℃焙烧3.0 h;最佳反应条件:n(松油醇):n(乙酸酐)=1.0:1.2,催化剂用量(松油醇质量分数)5%,50℃反应3.0 h;并采用FT-IR、XRD、TG-DTA对催化剂进行表征。结果表明:催化剂可使得松油醇转化率达94.3%,乙酸松油酯选择性达86.2%,新工艺制备的催化剂较沉淀法和sol-gel法的活性高。     

纳米固体超强酸SO42-/Fe2O3的制备及其催化合成乙酸乙酯

将Fe₂O₃纳米粉体经一定浓度的H₂SO₄浸泡活化后制成纳米固体超强酸SO₄^2-/Fe₂O₃,将其用于催化合成乙酸乙酯以考察其活性。利用均匀设计分析了超强酸制备过程及酯化反应过程中各因素的影响,研究结果表明较好的制备条件是:H₂SO₄浓度:2.5mol·L^-1;浸泡时间:1h;活化温度:167℃;活化时间:1h,此时获得的固体超强酸SO₄^2-/Fe₂O₃的粒径小于50nm。当催化剂用量为冰乙酸质量的5%,n(乙醇)∶n(冰乙酸)为3∶1,反应3.5h后乙酸的转化率高于80%。该催化剂经H₂SO₄溶液浸泡、活化再生后可重新使用,推断出其酸强度H₀<-14.5。     

锐钛相介孔SO42-/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%.     

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%。     

Cu/SO42-/La2O3-ZrO2-Al2O3催化剂的制备及其对C3H6选择还原NO的催化性能

以Al₂O₃为基质，添加ZrO₂和La₂O₃，制成La₂O₃-ZrO₂-Al₂O₃复合载体，然后采用SO₄^2-进行改性，再负载上Cu²⁺，制备了铜基SO₄^2-改性的复合载体催化剂(Cu/SO₄^2-/La₂O₃-ZrO₂-Al₂O₃)。考察了它在富氧条件下对丙烯选择还原NO的催化性能，并借助XRD、SEM、TG、Py-IR、NH₃-TPD、FTIR和TPR等方法研究了Cu/SO₄^2-/La₂O₃-ZrO₂-Al₂O₃的结构和性能的关系。结果表明，ZrO₂的加入主要有利于提高催化剂的低温活性；La₂O₃的加入则主要有利于提高催化剂的热稳定性和还原性能；SO₄^2-能够与Zr形成螯合双配位结构，大幅度促使催化剂表面酸量增加并且酸性增强；因此，有效地提高了Cu/SO₄^2-/La₂O₃-ZrO₂-Al₂O₃在富氧条件下对丙烯选择还原NO的催化活性和水热稳定性。在无水条件下，Cu/SO₄^2-/La₂O₃-ZrO₂-Al₂O₃能使NO的最大转化率高达84.3%，即使在275 ℃ 10%水蒸气存在的情况下，仍能使NO的转化率高达81.2%。     

SO42-改性后的TiO2(锐钛和/或金红石)表面上MoO3的分散性质研究

采用红外(IR)、拉曼(Raman)、X-射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)等方法考察了经硫酸根改性后的金红石(SR)与锐钛矿(SA)的混合比例变化时的负载型催化剂，MoO₃ / TiO₂(SR+SA)，的一些物理化学性质(如活性组分MoO₃的分散行为、表面酸碱性、氧化还原性)的变化规律。结果表明：对于MoO₃ / TiO₂(SR+SA)样品，低含量MoO₃表面分散时倾向于优先与混合载体中的改性金红石(SR)发生作用；TiO₂载体表面SO₄^2-的存在，使得载体表面产生了新的酸性位，导致样品中表面分散的钼物种主要以聚合八面体状态存在。     

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.     

MOF-1和Tb@MOF-1荧光探针的设计、 合成及对痕量Cr2O72-、 S2O82-离子的识别

采用5-((4-吡啶基)甲氧基)-异烟酸(H₂PLIA)、1,3,5-三(1-咪唑基)-苯(TIB)合成了金属有机骨架[Cd(PLIA)(TIB)]_n (MOF-1),MOF-1是具有理想一维孔道的二维结构化合物,其一维孔道由柔性三角形PLIA^2-配体和刚性三角形TIB配体间隔形成。利用MOF-1 易掺杂的优势,采用后修饰合成策略制备了Tb@MOF-1。对MOF-1 和Tb@MOF-1 进行了基本表征及荧光探针性能研究。2种探针材料具有相同的结构。MOF-1和Tb@MOF-1分别对水溶液中的Cr₂O₇^2-和S₂O₈^2-离子具有较强荧光识别能力,均有响应时间快,稳定性、选择性、灵敏度高的特点。研究了MOF-1和Tb@MOF-1对Cr₂O₇^2-和S₂O₈^2-的荧光识别机理,其不同可能与Tb³⁺离子掺杂有关。