一硝基氯苯的区域选择性合成研究(Ⅰ)硝酸硝化

制备了SO2-4/TiO2、SO2-4/ZrO2和一系列钛锆原子比不同的SO2-4/TiO2-ZrO2固体酸催化剂,并通过XRD、FTIR和TG-DTA等进行了表征;研究了这些催化剂上硝酸硝化氯苯的区域选择性. 结果表明,在醋酐存在下,氯苯与等物质量的硝酸反应,其产物具有强对位选择性,在SO2-4/TiO2-ZrO2(原子比1∶2)催化剂上,氯苯一硝化产物中邻/对硝基氯苯异构体的质量比达0.29,较硝硫混酸硝化的0.57显著降低,产物得率可达70.2%. 该反应快速且催化剂可循环使用.     

具有中孔结构的SO4^2—／Zr—HMS型固体超强酸的合成和结构表征

用TEOS－Zr-HAD-H2O-Etheanol体系合成了Zr-HAD的中孔分子筛，脱除模板剂后用0．5mol/L硫酸处理和550℃高温焙烧3h，制得一种中孔SO4^2－／Zr-HAD超强酸催化剂，采用XRD对其结构进行表征，用指示剂法，TG和NH3－TPD对其酸性进行了表征。结果表明，经过一系列处理后制得的SO4^2-／Zr-HAD催化剂具备HMS中孔分子筛的结构特征，其酸强度可达H0＝－13．75，在锆及SO4^2-含量远远低于SO4^2-／ZrO2的条件下，SO4^2-／Zr-HAD催化剂对于苯酐和正丁醇酯化反应的活性仍高于SO4^2-／ZrO2催化剂。     

纳米固体酸催化合成无毒增塑剂柠檬酸三辛酯的研究

以柠檬酸和正辛醇为原料,采用自制的纳米固体酸S04^2-／SnO2、SO4^2-／ZrO2、SO4^2-／TiO2及SO4^2-／Fe2O3催化剂合成无毒增塑剂柠檬酸三辛酯（trioctylcitrate,TOC）。分别考察了纳米催化剂种类、催化剂用量、醇／酸物质的量比、反应时间、反应温度等因素对合成TOC反应酯化率的影响,对合成的产品进行红外光谱分析。实验结果表明,自制的固体酸SO4^2-／SnO2催化合成无毒增塑剂柠檬酸三辛酯的最佳反应条件：催化剂用量为1．0g,酸醇比为1：6.3,反应时间1．0h,反应温度190℃。在最佳反应条件下,柠檬酸三辛酯的酯化率可达到98．5％。     

固体酸催化合成邻苯二甲酸二戊酯的研究

以苯酐和正戊醇为原料,采用自制的固体酸SO4^2-／SiO2、SO4^2-／Fe2O3、SO4^2-／SnO2及SO4^2-／TiO2作为催化剂合成邻苯二甲酸二戊酯（DAP）,分别考察固体酸催化剂的种类、固体酸催化剂的用量、醇酐比、反应时间等因素对合成DAP产率的影响。实验结果表明,其优化的工艺操作条件为：苯酐0．1mol,固体酸催化剂SO4^2-／SiO2 1．7g,醇酐比2．4：1,带水剂二甲苯20mL,反应时间3．5h,其产品收率达91．3％以上。SO4^2-／SnO2作为该反应的催化剂具有催化活性高、寿命长、可多次重复使用、产物易纯化分离且产品色泽浅等优点,可望代替传统的浓硫酸作催化剂应用于DAP的合成。     

焙烧温度对纳米级SO4^2-／TiO2固体超强酸性能的影响

用锐钛型纳米TiO2制备了纳米级SO4^2-／TiO2固体超强酸，考查了焙烧温度对酸强度、比表面积、红外光谱及其催化活性的影响．结果显示该催化剂在450℃焙烧3h，可以形成纳米级SO4^2-／TiO2固体超强酸的结构，用该催化剂催化乙酸和丁醇酯化反应可使酯化率达到98．4％。     

H3PO4—BF3／ZrO2及H3PO4—BF3—H2SO4／ZrO2催化剂的酸性及结构研究

本文研究了固体酸烷基化反应催化剂H3PO4－BF3／ZrO2及H3PO4－BF3－H2SO4／ZrO2的酸性及其结构。用指示剂法及正丁胺滴定法测定了催化剂的酸强度及酸量；用吸附吡啶的红外光谱法研究了催化剂的表面酸类型；用FT－IR、XPS、XRD、DTA－TG及TPDE等方法研究了催化剂的结构。结果表明；两种催化剂表面均只有Broensted酸，酸强度为－8．2＜H0≤-5.6。H3PO4-BF3/ZrO2中，活性组分强能是以H2PO4^-：BF3的形态存在，BF3通过与H2O4^-的络合作用是催化剂的活性增强。H3PO4－BF3／ZrO2中，存在H2SO4与ZrO2的成盐作用，同时亦有可能存在H2SO4与H3PO4、BF3之间的相互作用。催化剂在下焙烧失活的主要原因是H2PO4^-失水生成P2O7^4－，使催化剂表面质子酸量大幅度降低所致。     

镓掺杂SO4^2—／ZrO2的制备及其对正丁烷异构化反应的催化性能

通过沉淀、回流和浸渍法制备了镓掺杂的纳米级固体超强酸SO4^2-／Ga2O3／ZrO2，并用X射线衍射、透射电镜、热重、吡啶吸附红外光谱、低温N2-BET及化学分析等技术对SO4^2-／Ga2O3／ZrO2的结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性进行了研究．结果表明，掺杂Ga2O3可以抑制制备过程中ZrO2晶粒长大，有利于抑制高温下催化剂由四方相转变为单斜相．与未掺杂的催化剂相比，Ga2O3的掺杂提高了催化剂表面SO4^2-的分解温度，有利于催化剂表面形成更多的酸中心．SO4^2-／Ga2O3／ZrO2对正丁烷异构化反应显示出优异的催化性能．其中，含3％Ga2O3的样品的活性最高，220℃下其初活性为59．1％；反应1h后，其活性基本保持稳定，稳态转化率大于51％，接近该反应条件下正丁烷的平衡转化率．     

纳米复合固体超强酸SO4^2-／ZrO2-Fe2O3的制备及其催化合成硝基苯的研究

采用纳米化学技术制备了新型的纳米复合固体超强酸催化剂SO4^2-／ZrO2-Fe2O3，并用XRD、TEM进行了表征。结果表明：所研制的SO4^2-／ZrO2-Fe2O3催化剂为晶态纳米粒子，平均粒径为30nm，分散性较好；当活化温度为580℃，反应温度为75℃，n（硝酸）／n（苯）=2，m（苯）／m（催化剂）=20，催化反应时间5h时，硝基苯收率可达89．6％．     

SO4^2—／TiO2固体酸催化剂的酸强度及光催化性能

SO4^2-/TiO2固体酸可用于光催化降解溴代甲烷,其光催化性能明显优于TiO2光催化剂,晨相同反应条件下,SO4^2-/TiO2的光催化活性比TiO2提高2－10倍,当H2S4浸渍液浓度为1mol/L时,制得的SO4^2-/TiO2酸性最强（H0＜－12.14）,具有超强酸性和最高的光催化活性。     

镧对固体超强酸SO4^2-／TiO2／甜交联膨润土的改性研究

采用镧对固体超强酸SO4^2-／TiO2／铝交联膨润土（SO4^2-／TiO2／Al—PILC）进行改性，制备了La-SO4^2-／TiO2／Al—PILC稀土超强酸，并采用XRD、低温N2吸附法及吡啶吸附红外等方法对其进行了结构、表面性能及酸性的表征。实验结果表明，镧引入SO4^2-／TiO2／Al—FILC超强酸，对TiO2锐钛矿晶相的形成没有影响，但对锐钛矿晶相向金红石相的转变有抑制作用，镧的引入使催化剂的酸强度及酸中心的数量有所增加，镧能有效地减少催化剂表面SO4^2-的流失量，从而提高催化剂的活性稳定性。     

新型固体超强酸催化剂的制备与裂解性能研究

采用浸渍法，将活性超强酸SO4^2-/ZrO2引入Si-MCM-41介孔分子筛，得到一种新型的固体超强酸催化剂SO4^2-/ZrO2 /Si-MCM-41，其PKA值可达-12.7，酸度分布曲线表明强酸中心数量远低于弱酸中心，XRD结果显示，Si-MCM-41骨架部分塌陷，但保留了主要骨架结构，采用Py-IP法，测定SO4^2-/ZrO2 /Si-MCM-41上酸类型以L酸为主，在催化1，3，5-三异丙苯裂解反应中该催化剂的性能优于微孔分子筛。     

C2H4的微波场助气相光催化氧化

用溶胶－凝胶法制备了多孔性TiO2和SO4^2-/TiO2催化剂,对其结构进行了表征,并以C2H4为模型反应物考察了微波对催化剂的光催化氧化反应性能的影响。在微波场中TiO2和SO34^2-/TiO2催化剂的光催化氧化性能得到明显改善,无微波场时乙烯转化率分别为20％（TiO2)和41％（SO4^2-/TiO2),而在微波辐射和紫外光的同时作用下乙烯转化率分别提高到27％和62％,SO4^2-／TiO2催化剂的微波场助效应更为显著。     

水热法改性氢氧化锆制备Pt-SO2-4／ZrO2固体酸催化剂Ⅰ．水热温度的影响

 通过水热法改性氢氧化锆制备了Pt－SO2－4／ZrO2固体酸催化剂，并用低温氮吸附、X射线衍射、扫描电镜和差热分析等技术考察了氢氧化锆水热处理时的温度对Pt－SO2－4／ZrO2固体酸物化性能及催化性能的影响，对水热改性的作用机理进行了讨论．在连续微反－色谱装置上评价了催化剂对正戊烷异构化反应的催化活性．用水热法对氢氧化锆粒子进行处理，可以使其形成较稳固的孔结构．这种孔结构具有较高的热稳定性，可有效阻止焙烧过程中氧化锆粒子的烧结长大．与室温老化制备的催化剂相比，由在90～110℃下水热改性氢氧化锆所制备的催化剂的比表面积、硫含量和孔体积均有显著的提高，但催化剂的TOF下降；水热温度高于130℃时，催化剂的TOF升高．实验结果表明，由水热法得到的晶态水合氧化锆也可以制备SO2－4／ZrO2类固体酸．     

水热法改性氢氧化锆制备Pt—SO4^2—／ZrO2固体酸催化剂I．水热温度的影响

通过水热法改性氢氧化锆制备了Pt-SO4^2-/ZrO2固体酸催化剂，并用低温氮吸附、X射线衍射、扫描电镜和差热分析等技术考察了氢氧化锆水热处理时的温度对Pt-SO4^2-/ZrO2固体酸物化性能及催化性能的影响，对水热改性的作用机理进行了讨论。在连续微反－色谱装置上评价了催化剂对正戊烷异构化反应的催化活性。用水热法对氢氧化锆粒子进行处理，可以使其形成较稳固的孔结构。这种孔结构具有较高的热稳定性，可有效阻止焙烧过程中氧化锆粒子的烧经长大。与室温老化制备的催化剂相比，由在90－110℃下水热改性氢氧化锆所制备的催化剂的比表面积、硫含量和孔体积均有显著的提高，但催化剂的TOF下降；水热温度高于130℃时，催化剂的TOF升高。实验结果表明，由水热法得到的晶态水合氧化锆也可以制备SO4^2-/ZrO2类固体酸。     

固体酸ZrO2-Ce2O3／SO4^2-催化合成丙二酸二丁酯

以含铈固体超强酸ZrO2-Ce2O3／SO4^2-为催化剂，丙二酸和正丁醇为原料合成了丙二酸二丁酯。最佳反应条件为：催化剂活化温度500℃，丙二酸100mmol，n(酸)：n(醇)=1．0：2．5，催化剂用量1g,反应时间2h，酯化率达95．8％。结果表明，加入铈有助于提高固体超强酸的使用寿命。     

SO4^2-/TiO2催化合成乙酸戊酯

以Ti（OBu）4为原料，采用溶胶-凝胶法制备了固体超强酸SO4^2-/TiO2，其结构经XRD，DRS及IR表征。以SO4^2-/TiO2为催化剂，通过乙酸与戊醇反应合成了乙酸戊酯。讨论了影响酯化率的主要因素。实验结果表明，当催化剂用量为0．6g，乙酸87．3mmol，醇酸摩尔比为1．4：1．0，于115℃反应6h时，平行实验的平均酯化率可达94．2％。     

镓掺杂SO2－4／ZrO2的制备及其对正丁烷异构化反应的催化性能

 通过沉淀、回流和浸渍法制备了镓掺杂的纳米级固体超强酸SO2－4／Ga2O3／ZrO2，并用X射线衍射、透射电镜、热重、吡啶吸附红外光谱、低温N2－BET及化学分析等技术对SO2－4／Ga2O3／ZrO2的结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性进行了研究．结果表明，掺杂Ga2O3可以抑制制备过程中ZrO2晶粒长大，有利于抑制高温下催化剂由四方相转变为单斜相．与未掺杂的催化剂相比，Ga2O3的掺杂提高了催化剂表面SO2－4的分解温度，有利于催化剂表面形成更多的酸中心．SO2－4／Ga2O3／ZrO2对正丁烷异构化反应显示出优异的催化性能．其中，含3％Ga2O3的样品的活性最高，220℃下其初活性为59．1％；反应1h后，其活性基本保持稳定，稳态转化率大于51％，接近该反应条件下正丁烷的平衡转化率．     

制备条件对金红石型SO42-/TiO2微粒气相光催化活性的影响

以Ti(SO4)2酸溶液为前驱体．氢氧化钠作沉淀剂，采用沉淀法低温焙烧制备了SO4^2-掺杂的金红石型TiO2微粒．用光催化降解正庚烷为反应模型．结合BET、TG-DTA、IR、XRD等表征手段，探讨了制备条件对金红石型SO4^2-／TiO2微粒气相光催化活性的影响，并优化实验条件获得了光催化性能优良的金红石型SO4^2-／TiO2微粒．     

稀土固体超强酸SO4^2—／TiO2／Ce（Ⅳ）催化合成乙酸正丁酯

以SO4^2-/TiO2/Ce(Ⅳ)为催化剂，乙酸和正丁醇为原料合成了乙酸正丁酯，在n(醇)：n(酸)＝1．4，催化剂0．5g(乙酸200mmol时)，反应时间1．5h的优化反应条件下，酯化率在96％以上。     

SO42-/TiO2固体超强酸新制备方法及其对形成邻苯二甲酸二丁酯的催化活性

建立了用钛白粉制备固体超强酸SO4^2-/TiO2的新方法．考察了超强酸SO4^2-/TiO2的制备条件对催化邻苯二甲酸酐和正丁醇酯化反应的催化活性的影响．实验表明，以合成的超强酸为催化剂，在160℃反应4h，邻苯二甲酸二丁酯的产率大于99％．