Cu(I)/SO2-4/ZnO和Cu(I)/S2O2-8/ZnO催化剂的制备与表征

采用浸渍法对无定形ZnO分别用稀H2SO4和(NH4)2S2O8溶液处理,制备了SO2-4/ZnO和S2O2-8/ZnO固体酸.通过固体离子交换法制备了Cu(Ⅰ)/SO2-4/ZnO和Cu(Ⅰ)/S2O2-8/ZnO两种催化剂,并采用XRD,FTIR,TPD和TPR等进行了表征.研究结果表明,用稀H2SO4和(NH4)2S2O8溶液分别浸渍处理无定形ZnO,经过500～600 ℃高温焙烧后得到的SO2-4/ZnO和S2O2-8/ZnO固体酸表面形成了Zn3O(SO4)2物种;py-FTIR结果表明,两者均具有B酸中心和L酸中心,进一步的NH3-TPD研究结果证明,制备的固体酸NH3脱附峰均出现在543 ℃附近,属于高强度固体酸.结构分析认为,由于SO2-4强烈的电子诱导作用,SO2-4和ZnO形成的桥式配位物种产生了B酸中心和L酸中心,而其螯合配位形成的物种没有酸性.SO2-4/ZnO和S2O2-8/ZnO固体酸与CuCl进行离子交换所制备的Cu(Ⅰ)/SO2-4/ZnO和Cu(Ⅰ)/S2O2-8/ZnO催化剂的Cu(Ⅰ)易于还原,对甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)表现出较高的活性和选择性,DMC选择性为98.3%,时空收率可达到1.9 g(g\5h).     

Cu(Ⅰ)/SO42-/ZnO和Cu(Ⅰ)/S2O82-/ZnO催化剂的制备与表征

采用浸渍法对无定形ZnO分别用稀H2SO4和(NH4)2S2O8溶液处理, 制备了SO42-/ZnO和S2O82-/ZnO固体酸. 通过固体离子交换法制备了Cu(Ⅰ)/SO42-/ZnO和Cu(Ⅰ)/S2O82-/ZnO两种催化剂, 并采用XRD, FTIR, TPD和TPR等进行了表征. 研究结果表明, 用稀H2SO4和(NH4)2S2O8溶液分别浸渍处理无定形ZnO, 经过500-600 ℃高温焙烧后得到的SO42-/ZnO和S2O82-/ZnO固体酸表面形成了Zn3O(SO4)2物种; py-FTIR结果表明, 两者均具有B酸中心和L酸中心, 进一步的NH3-TPD研究结果证明, 制备的固体酸NH3脱附峰均出现在543 ℃附近, 属于高强度固体酸. 结构分析认为, 由于SO42-强烈的电子诱导作用, SO42-和ZnO形成的桥式配位物种产生了B酸中心和L酸中心, 而其螯合配位形成的物种没有酸性. SO42-/ZnO和S2O82-/ZnO固体酸与CuCl进行离子交换所制备的Cu(Ⅰ)/SO42-/ZnO和Cu(Ⅰ)/S2O82-/ZnO催化剂的Cu(Ⅰ)易于还原, 对甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)表现出较高的活性和选择性, DMC选择性为98.3%, 时空收率可达到1.9 g(g·h).     

制备方法对超细Cu／ZnO／Al2O3催化剂上CO2＋H2合成甲醇的影响

制备方法对超细Ｃｕ／ＺｎＯ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂上ＣＯ_２＋Ｈ_２合成甲醇的影响张玉龙，王欢，邓景发（复旦大学化学系，上海，２００４３３）关键词超细粒子，合成甲醇，Ｃｕ／ＺｎＯ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂，ＣＯ_２＋Ｈ_２ＣＯ２＋Ｈ２合成甲醇是目前的热门课题［１～...     

Cu／SiO2催化剂的制备与表征

采用等容浸渍法制备了三种类型的Cu/SiO_2,催化剂(铜担载量都为3.3Wt%).将其制备因素与XRD、SEM、XPS等表征手段所得结果相关联,得出氨具有分散硅胶表面铜组分的作用、有无氨介入催化剂制备过程可导致截然不同的表面CuO分散状态.有氨介入时所得催化剂表面孤立Cu~(2+)(二硅氧基钳合—Cu~(2+)与具有一定分散程度的CuO共存、氨介入方式及所用铜盐不同,二种状态的铜组分在载体表面所占的比例不同.用硝酸铜为原料,先浸铜盐后浸氨的方式所得催化剂表面绝大部分为孤立Cu~(2+);而浸铜盐后不浸氨的催化剂表面绝大部分为CuO.在制得的5个催化剂中,表面上明显有CuO存在的4个催化剂,CuO似乎都分布于载体外表面,即形成近似于“蛋壳形”的分布.     

磁性纳米固体酸SO4^2ˉ-TiO2-Fe3O4催化剂的合成、表征及催化性能的研究

首先研究制备了Fe3O4和SO4^2ˉ-TiO2固体酸催化剂，在此基础上采用共沉淀和浸渍的方法制备了磁性和超细SO4^2ˉ-TiO2-Fe3O4固体酸催化剂。利用XRD，TEM和FT—IR等分析测试手段对催化剂的结构和性能进行了表征。测定结果证实该催化剂具有较小的粒度，较高的磁性表现。在乙酸丁酯合成反应中SO4^2ˉ-TiO2-Fe3O4展示了很高的催化活性（酯化率可达82．7％），而且利用Fe3O4的磁性可对催化剂进行分离和回收．     

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     

SO4^2—／ZrO2—SiO2催化剂的制备及其对乙酸／丁醇酯化反应的催化作用

用０．５￣１．０ｍｏｌ／Ｌ Ｈ２ＳＯ４溶液处理ＺｒＯ２含量为３％￣５０％（摩尔分数）的锆硅复合氧化物，制得ＳＯ４＾２－／ＺｒＯ２－ＳｒＯ２催化剂。考察了催化剂对乙酸／丁醇酯化反应的催化作用及其制备条件（如：Ｚｒ／Ｓｉ比、沉淀剂、预焙烧温度、焙烧温度等）对催化剂性能的影响。实验结果表明，对于给定的反应，使用ＺｒＯ２含量约为１０％的ＳＯ４＾２－ＳｉＯ２催化剂时，乙酸的转化率高于９８％；而在相同条件下使     

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.     

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。     

含稀土超强酸催化剂S2O8^2-/ZrO2-SiO2-Sm2O3的结构表征

目前有很多关于硫酸促进性固体超强酸催化剂的研究报道[1],其中硫酸浸渍氧化锆这类催化剂易制备,对于骨架异构、酯化和其他反应具有很高的活性.近年来,关于这类催化剂的制备、表征和应用的报道很多[2,3].     

SO3／γ-Al2O3固体酸催化剂的制备、结构与酸性表征

用酸中和法制备了活性γ-Al2O3，并在其表面负载SO3得到固体酸催化剂SO3／γ-Al2O3，用XRD，TG-DTA，FT-IR，NMR，NH3-TPD等对其进行了结构和酸性研究．结果表明：在SO3／γ-Al2O3的制备过程中形成少量的Al2(SO4)3，同时SO3与γ-Al2O3表面上的羟基反应，形成强的Br（oe）nsted酸位，根据^1H／^27Al双共振（TRAPDOR)MAS NMR与FT-IR实验结果提出了Br（oe）nsted酸结构模型．SO3／γ-Al2O3表面存在两种不同强度的酸中心，其酸强度大于分子筛HZSM-5，但弱于传统的固体超强酸SO4^2-／γ-AL2O3．     

SO3/Y-Al2O3固体酸催化剂的制备、结构与酸性表征

用酸中和法制备了活性γ-Al2O3,并在其表面负载SO3得到固体酸催化剂SO√γ-Al2O3,用XRD,TG-DTA,FT-IR,NMR,NH 3-TPD等对其进行了结构和酸性研究.结果表明在SO√γ-Al2O3的制备过程中形成少量的Al2(SO4)3,同时SO 3与γ-Al2O3表面上的羟基反应,形成强的Bronsted酸位,根据1H/27 Al双共振(TRAPDOR)MAS NMR与FT-IR实验结果提出了Bronsted酸结构模型.SO√γ-Al2O3表面存在两种不同强度的酸中心,其酸强度大于分子筛HZSM-5,但弱于传统的固体超强酸SO2-4/γAl2O3.     

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     

磁性超细固体酸催化剂SO2-4-ZrO2/Fe3O4的组装及表征

将磁性Fe3O4纳米材料和SO2-4-ZrO2固体酸进行组装,制得一系列具有磁性和超细粒子结构的固体酸催化剂SO2-4-ZrO2/Fe3O4. 采用XRD,TG-DTA和XPS等分析测试手段对催化剂的结构和性能进行了表征. 并分析和测试了催化剂的磁学性能、比表面积、粒度分布和元素的组成等物理化学性质. 该催化剂具有较小的粒度、较高的磁性及酯化催化活性,对乙酸丁酯合成反应的催化活性可达66%; 利用Fe3O4的磁性可对催化剂进行分离和回收. 经高温处理后,固体超强酸的形成对催化剂磁性、比表面积、表相原子的电子结合能以及各组分形态均有显著影响.     

磁性超细固体酸催化剂SO4^2——ZrO2／Fe3O4的组装及表征

将磁性Fe3O4纳米材料和SO4^2--ZrO2固体酸进行组装，制得一系列具有磁性和超细粒子结构的固体酸催化剂SO4^2--ZrO2/Fe3O4，采用XRD，TG－DTA和XPS等分析测试手段对催化剂的结构和性能进行了表征。并分析和测试了催化剂的磁学性能、比表面积、粒度分布和元素的组成等物理化学性质。该催化剂具有较小的粒度、较高的磁性及酯化催化活性，对乙酸丁酯合成反应的催化活性可达66％；利用Fe3O4的磁性可对催化剂进行分离和回收。经高温处理后，固体超强酸的形成对催化剂磁性、比表面积、表相原子的电子结合能以及各组分形态均有显著影响。     

在Cu／ZnO／Al2O3催化剂上进行甲醇部分氧化蒸气重整制备氢气的模拟研究

两大气压下,对管状填充床反应器中在Cu/ZnO/Al2O3催化剂上甲醇部分氧化蒸气重整制备氢气进行了实验.在Cu/ZnO/Al2O3催化剂上进行该反应体系动力学研究的基础上,建立了该反应器内的稳态质量和热量衡算方程,同时考虑了颗人的扩散限制,模型的预测结果与实验结果吻合较好,该模型工作的开展有助于对该体系进行优化。     

高岭土负载SO2-4/ZrO2-TiO2催化剂的制备及其在缩酮合成中的应用

以经H2SO4处理焙烧的高岭土为载体,制备了以其负载的SO4(2-)/ZrO2-TiO2固体酸催化剂.用FT-IR、XRD和NH3-TPD等测试技术表征了催化剂的微观结构及酸强度,考察了对环己酮乙二醇缩酮反应的催化活性及稳定性.结果表明,酸化处理使高岭土表面酸量增加,但酸强度变化不大,而其负载SO4(2-)/ZrO2-TiO2后,经500℃焙烧3 h其酸量及酸强度显著升高.环己酮用量为0.2 mol、乙二醇0.24 mol、催化剂1.2 g、带水剂环己烷15 mL,回流反应70 min后,缩酮收率可达96.8%,催化剂重复使用5次收率保持在90%以上.     

在Cu／ZnO／Al2O3催化剂上进行甲醇蒸气重整的动力学研究

采用平推流反应器,在三种不同的Cu/ZnO/Al2O3催化剂上对甲醇的蒸气重整制备氢气反应进行了研究。在常压,温度180－240度的条件下,在三种不同催化剂上对反应的动力学进行了测定,所获结果符合反应速率幂数模型,不同的催化剂相对于甲醇和水的反应级数分别均为0．60及0．45,对于ICI52－1,ICI53－1以及MDK－20催化剂所获得的活化能分别为：92．8kJ/mol,96.kJ/mol及87．9kJ/mol,与文献值吻合较好,所获动力学模型为甲醇重整反应条件优化以及反应器的数学模型提供了一定的基础。     

新型固体酸催化剂SO42-/Fe2O3-ZrO2-SiO2的研究

研制了新型三元ＷＯ４＾２－／ＦｅｗＯ３－ＺｒＯ２－ＳｉＯ２固体酸催化剂并用于催化剂并用于催化乙酸／丁醇酯化反应;考察了制备方法、Ｆｅ,Ｚｒ摩尔比、Ｓｉ原子百分含量、沉淀ｐＨ值、陈化时间、预焙烧温度、浸渍液Ｈ２ＳＯ４溶液浓度、焙烧温度、焙烧气氛等对催化性能的影响。实验结果表明,使用Ｓｉ含量为２％,ｍｏｌＦｅ：ｍｏｌＺｒ＝０．２５由共沉淀－浸渍法在氧气气氛中制得的该类催化剂,乙酸的转化率、乙酸丁酯收率