Al2O3掺杂SO2-4/SnO2固体酸催化剂上的酯化和酯交换反应

用共沉淀法制备了一系列不同Al2O3掺杂量(0.5%-3.0%, 摩尔分数)的SO2-4/SnO2催化剂. 采用N2吸附、热重(TG)分析、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、漫反射红外光谱(DRIFTS)、拉曼(Raman)光谱、魔角旋转固体核磁共振(27Al MAS NMR)对催化剂的结构和织构性质进行了表征, 用正丁胺电位滴定法测定了催化剂的酸量, 并评价了这些催化剂对月桂酸与甲醇的酯化和三乙酸甘油酯与甲醇的酯交换反应性能. 实验结果表明SO2-4/SnO2催化剂中掺杂少量Al2O3能明显提高催化活性, 这是由催化剂的酸性位增加而引起的, 添加Al2O3的摩尔分数为1.0%的催化剂表现出最高的反应活性, 在酯化反应中6 h后月桂酸转化率高达92.7%, 在酯交换反应中8 h后三乙酸甘油酯转化率高达91.1%.     

固体超强酸SO_4~(2-)/SnO_2-Al_2O_3的红外光谱研究

以四氯化锡、硫酸铝为原料,氨水为沉淀剂,采用共沉淀法制得新型固体超强酸SO42-/SnO2-A l2O3。采用FT-IR技术考察了金属元素摩尔比、焙烧温度、浸渍液以及掺杂稀土氧化物对该固体超强酸结构和性能的影响。FT-IR结果表明在该固体超强酸中,锡和硫酸根是以螯合和桥式两种方式配位结合,其中起催化活化作用的主要是和硫酸根以螯合双齿结合的锡;和SO42-/ZrO2型超强酸相比,SO42-/SnO2-A l2O3超强酸的硫酸根FT-IR特征吸收峰发生蓝移,显示出更强的酸性。锡铝摩尔比为9∶1、焙烧温度为773K、焙烧时间为3h时,制得的SO42-/SnO2-A l2O3样品对酯化反应的催化性能最好。     

固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2对酯化反应的催化作用

1979年Hino等首先合成了SO_4~(2-)/TiO_2,SO_4~(2-)/ZrO_2等新型固体超强酸,它们有特殊的催化性能,且具有不怕水,可在高温下使用、制备方便、减少三废等优点,因此有广泛的应用前景,引起国内外催化工作者的兴趣和重视. 我们仿照Hino法合成了SO_4~(2-)/TiO_2体超强酸催化剂,测定了酸强度和比表面.本研究着眼点是取代有严重腐蚀作用的浓H_2SO_4催化剂,选用两类酯化反应考察了SO_4~(2-)/TiO_2的催     

新型固体酸SO_4~(2-)/Fe_2O~3-ZrO_2-SiO_2的研制及其对乙酸/丁醇酯化反应酸催化作用的优化(英文)

采用共沉淀法与浸渍法制备了一系列ＳＯ４２－／Ｆｅ２Ｏ３－ＺｒＯ２－ＳｉＯ２固体酸催化剂,并将其用于催化乙酸／丁醉酯化反应。考察了以下影响催化剂活性的因素：Ｆｅ／Ｚｒ比、Ｓｉ含量、制备方法、预焙烧温度和焙烧温度等。催化剂采用如下条件制备： Ｓｉ含量为２ ％, Ｆｅ／Ｚｒ比为 ０．２５,共沉淀法, ７７３ Ｋ焙烧,此时酯收率及生成酯的选择性可分别达到９３.２６％和９６.０１％。 ＳＯ４２可能是活性组分之一。     

S_2O_8~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体超强酸催化剂的研制与应用

固体超强酸因其特殊的晶相结构和表面特性及高比表面积使其具有许多重要的催化特性 [1] ,某些经特殊处理得到的金属氧化物 (如 Zr O2 、Ti O2 、Fe2 O3 等 )负载 SO2 - 4后可以成为固体超强酸[2 ] .有关 SO2 - 4/ Zr O2 系列固体超强酸的研究和应用报道较多[3 ,4 a,5] .夏勇德等[4 b,6 ] 报道用( NH4 ) 2 S2 O8浸渍无定形 Zr( OH) 4可制备超强酸性和催化活性比 SO2 - 4/ Zr O2 更强的新型固体超强酸 S2 O2 - 8/ Zr O2 .本文在文献方法的基础上 ,研制出新型固体超强酸 S2 O2 - 8/ Zr O2 -Al2 O3 ,以乙酸和正丁醇的酯化反应作探…     

固体强酸催化剂S_2O_8~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-M_2O_3(M=Cr,Ce,La)的制备

固体强酸具有酸强度高 ,不腐蚀设备 ,不污染环境 ,与产物分离方便等特点 ,是一种对环境友好的催化剂。业已发现固体强酸对许多重要的有机反应如烃类异构化、傅克酰基化、傅克烷基化、酯化、缩合、聚合、氧化等具有良好的催化活性 ,可替代传统的浓 H2 SO4 及 Al Cl3、HF等高污染催化剂。在前文 [1]基础上 ,本文通过添加 Cr2 O3、Ce2 O3和 La2 O3对催化剂 S2 O2 - 8/Zr O2 - Al2 O3改进后制备出 S2 O2 - 8/Zr O2 -Al2 O3- M2 O3( M=Cr,Ce,La)系列固体强酸催化剂 ,用对乙酸和正丁醇的酯化转化率评价了催化活性 ,用 XRD、BET、流…     

SO_4~(2-)/TiO_2、PO_4~(3-)/TiO_2、BO_3~(3-)/TiO_2系列固体酸的酸性、结构和晶相的研究

制备了ＳＯ４２－／ＴｉＯ２（Ⅰ）、ＰＯ４３－／ＴｉＯ２（Ⅱ）、ＢＯ３３－／ＴｉＯ２（Ⅲ）系列固体酸。用ＩＲ、Ｒａｍａｎ光谱对该系列固体酸进行结构表征,结果表明ＳＯ４２－与ＴｉＯ２表面的结合为螯合式双配位结构和共价硫酸盐共存,ＰＯ４３－与ＴｉＯ２表面的结合为桥式三配位结构,ＢＯ３３－与ＴｉＯ２表面的结合为单齿单配位结构和螯桥混合式三配位结构共存。用由溶液中正丁胺的吸附等温线测定固体表面酸度的方法测定了样品的酸量,结果表明酸量大小为Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ。用ＸＲＤ技术对该系列固体酸进行考察,衍射图分析提示该系列固体酸主要都为锐钛矿型晶型,但Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中又各自夹杂其它不同的晶型     

纳米固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2-SiO_2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 5mol/L,焙烧温度为650℃,焙烧时间为3h.     

新型碳基固体酸SO_4~(2-)/Nd_2O_3/C制备及催化油酸与甲醇酯化反应合成生物柴油研究

在流化床管式炉中,通过对废山茶油壳进行高温炭化处理制备了一种碳基材料。以该碳基材料为载体,并对其进行稀土金属离子钕和硫酸磺化改性,合成了一种新型碳基固体酸催化剂SO_4~(2-)/Nd_2O_3/C。对制备而成的催化剂进行了多种物理化学表征分析,并以其为经甲醇和油酸酯化反应来合成生物柴油的催化剂,对其催化活性和稳定性进行了研究。结果表明,当甲醇和油酸物质的量比为2∶1,催化剂与反应物质量比为2%,反应时间为120 min,反应温度为90℃,油酸的转化率为96.70%。催化剂经循环使用三次后,油酸的转化率仍高达86.74%。高催化活性可归因如下:由于Nd、O、S元素的电负性分别为1.14、3.44和2.58,因而Nd易向O和S元素的2p空轨道提供孤对电子,使Nd~(3+)与SO_4~(2-)之间形成稳定的配位键。并且,由于S=O键具有强吸电子作用,而导致了与SO_4~(2-)配位的Nd~(3+)所产生的静电场增大,当有水(强配体)存在时,可使SO_4~(2-)/Nd_2O_3/C催化剂呈现出强Brnsted酸性。     

Al掺杂及Al_2O_3表面包覆改性尖晶石LiMn_2O_4的电化学性能

合成了含1.5（wt）%Al2O3表面包覆的LiMn2O4和不同摩尔量Al体相掺杂的LiAlxMn2-xO4（x=0.1,0.2,0.3,0.4）电极材料。利用XRD和FSEM对制备材料的物相和形貌进行表征。结果表明,表面包覆和体相掺杂没有改变尖晶石LiMn2O4的晶体结构,所有衍射峰都归属于Fd3m空间群,但其衍射峰...     

负载型纳米TiO2／Al2O3复合载体负载SO4^2-催化剂的制备与催化性能研究

分别采用沉淀法,水解法和溶胶凝胶法制备了负载型纳米TiO2/Al2O3复合载体,同时在复合载体表面负载SO42-制成SO42-/TiO2/Al2O3固体酸催化剂,并将此催化剂用于α-蒎烯异构化反应中.用XRD、FTIR,TPD等手段对催化剂的晶相结构、比表面积、孔径分布、表面酸性等进行了表征.结果表明,三种方法所制备的催化剂均为纳米级且拥有着丰富而规则的孔结构,水解法制备的SO42-/TiO2/Al2O3催化剂中TiO2的平均粒径(10.0 nm)较小,比表面积(172.88 m2/g)较大,平均孔径为3.926 nm,表面酸中心数和酸强度均高于沉淀法和溶胶凝胶法制备的催化剂,在α-蒎烯催化异化反应中的具有较高的活性,α-蒎烯转化率为82.76%.     

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.     

SO42-/ZrO2和SO42-/Al2O3-ZrO2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-/Al₂O₃ZrO₂催化剂的酸强度与SO₄^2-/ZrO₂基本相当,但超强酸位比后者多,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-/Al₂O₃ZrO₂催化剂的反应活性与Pt/SO₄^2-/ZrO₂相近,Al的促进作用不明显.     

催化精馏专用填料型固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3-Al的研究

为了研制催化精馏专用催化剂,采用铝阳极氧化法制备了Al2O3-Al一体型载体,并将活性固体超强酸SO42-/ZrO2引入到Al2O3-Al上,得到一种新型催化精馏专用填料式固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3-Al催化剂.利用XRD、 SEM、 BET、 XPS、 NH3-TPD等手段对其进行了表征.结果表明,所制得的阳极氧化铝膜厚为56 μm, SO42-/ZrO2-Al2O3-Al固体酸具有比表面积大、酸强度适中的特点.XRD结果表明, ZrO2在Al2O3-Al上处于高度分散状态.将该固体酸用于乙酸/乙醇酯化反应中,显示出较高的催化活性,且稳定性较好.     

新型固体酸SO42-/Al2O3-Al 的制备与表征

采用铝阳极氧化法制备了A12O3-Al一体型载体．并通过浸渍硫酸的方法制备了新型固体酸SO4^2-／Al2O3-Al催化剂．采用BET、XRD、XPS和NH3-TPD对其结构和酸性进行了表征．结果表明，该催化剂具有合适的孔结构．Al2O3-Al载体为无定形结构．NH3-TPD结果表明．该催化剂同时具有弱酸及强酸位．用乙酸／乙醇酯化催化反应评估了该固体酸的催化性能．     

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。     

制备条件及添加稀土对SO42- /ZrO2 -Al2O3固体超强酸酸性影响的研究

用共沉淀法制备了SO42-/ZrO2-Al2O3固体超强酸,并采用低温陈化和添加稀土La对其制备方法进行改进.通过样品催化正丁烷异构化反应考察了该固体超强酸中nZr和nAl的最佳配比为1∶ 2.该法制备的样品的IR显示,在1393 cm-1处的吸收峰强度较常温陈化样品大大增加.XRD分析表明,低温陈化和加入稀土添加剂的样品在650℃焙烧温度下,出现了亚稳态的ZrO2 四方晶相的晶体是表面酸性和催化活性增加的微观原因.样品催化合成八乙酸蔗糖酯反应结果同样证明,在相同的时间内,低温陈化和添加稀土添加剂的样品具有较好的催化活性.     

复合型固体超强酸SO2-4/SnO2-TiO2催化合成乙酸松油酯的研究

采用溶胶一凝胶法制备了新型复合固体超强酸SO2-4/SnO2-TiO2,通过XRD和IR 对其结构进行了表征.以该固体酸为催化剂、松油醇和乙酸酐为原料合成乙酸松油酯,考察了影响反应的因素.结果表明:反应温度40-50℃、催化剂用量1.8-2.2%、醇酐摩尔比1:1.6、反应时间4-5h是最适宜的反应条件,其松油醇转化率达到98%以上,产物中乙酸松油酯含量为88%.与普通单氧化物固体酸比较,该复合型固体酸有更高的催化活性和选择性.     

Sulfonic Acid-Functionalized Solid Acid Catalyst in Esterification and Transesterification Reactions

The recent development of an environmentally benign solid acid catalyst has been a relatively cutting-edge area of research in the synthesis of value added esters and biodiesel. Solid acid catalysts are economically viable, effective, and environmentally amicable than conventional homogeneous catalysts and reusability of the catalyst is another advantage of these catalysts. The applicability of sulfonic acid-functionalized solid acid catalysts in the well-known esterification and transesterification reactions for the synthesis of esters and biodiesel, respectively along with their reusability aspect are discussed in this review.