双核碱性功能化离子液体催化Knoevenagel缩合反应

采用咪唑与二溴烷烃为原料,两步法合成了5种新型咪唑类碱性双核功能化离子液体催化剂,考察了在醛与氰基化合物的Knoevenagel缩合反应中的催化性能。结果表明:咪唑类碱性双核功能化离子液体在Knoevenagel反应中具有很好的催化性能,在其中以双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基双氢氧化物离子液体的催化糠醛与丙二氰Knoevenagel缩合反应的活性最好,其产物的收率高达93.2%,而双-(3-甲基-1-咪唑)亚己基双氢氧化物离子液体对研究中的类醛与氰基化合物的Knoevenagel缩合反应都有较好的催化效果。     

磺酸型双核离子液体催化合成聚丁二酸丁二醇酯

采用四步法合成一种新型功能化双核磺酸类咪唑离子液体,并考察其在催化丁二酸与丁二醇缩聚合成聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的性能。用红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振仪(1H NMR)对双核离子液体催化剂及PBS进行表征,考察催化剂用量、反应时间、反应温度对PBS黏均相对分子质量的影响。结果表明:当m(催化剂)∶m(丁二酸)=1∶40,反应温度230℃,反应5 h,PBS的黏均相对分子质量达到最高值8.1×104,熔点为113～119℃。     

固体碱强化水葫芦发酵产沼气的研究

采用固体碱预处理水葫芦，驯化污泥，并将其添加于水葫芦发酵体系中进行厌氧发酵。考察固体碱对水葫芦微观结构、活性污泥驯化、厌氧发酵产气速率以及甲烷含量的影响。结果表明：发酵初始加入固体碱且添加量为发酵底物的60%时，发酵平均产气速率最高，为16.88mL/(g·d)，此时，甲烷含量也达到最大，为80.06%；与不添加固体碱的发酵体系相比，分别提高了72.77%和64.73%。固体碱不但能驯化污泥，而且能破坏水葫芦的致密纤维结构，同时能调节发酵体系的pH值，防止有机酸对产酸菌的反馈抑制，创造更适宜于产甲烷菌生长的有利环境，提高水葫芦甲烷化的速率和效率。     

化学液相沉积法改性ZSM-5沸石上的甲苯择形歧化反应:Ⅱ水蒸气处理与反应条件的影响

采用水蒸气对化学液相沉积硅改性HZSM-5催化剂进行了处理,考察了250～500 ℃时水热处理温度对催化剂在甲苯择形歧化反应中的催化活性和对二甲苯选择性的影响.实验结果表明,300～350 ℃时的水热处理效果较好,甲苯转化率和对二甲苯选择性分别达到23.5%和96.5%.在高对位选择性的催化剂上,详细考察了反应温度、反应压力、氢气与甲苯进料比和甲苯进料速率对甲苯转化率、对二甲苯选择性和收率的影响.实验结果表明,高压、较低温度、低液相空速有利于提高对二甲苯的收率,在反应温度420 ℃、压力2.5 MPa、甲苯的质量空速为1.5 h-1、氢烃摩尔比为2～3的条件下,甲苯转化率为25.8%,选择性为94.1%,对二甲苯收率为10.5%.     

双核碱性离子液体催化棉籽油酯交换制备生物柴油

采用两步法制备了五种新型咪唑类碱性双核功能化离子液体化合物,并考察了对棉籽油酯交换制备生物柴油的催化性能。结果表明,咪唑类碱性双核功能化离子液体具有很好的催化活性,其催化活性与阳离子中碳链长度有关。其中,双-(3-甲基-1-咪唑)亚乙基双氢氧化物离子液体的催化活性最好。催化剂量、反应时间、反应温度及醇油比对生物柴油中脂肪酸甲酯含量及选择性影响的研究发现,在催化剂用量为0.4%(质量分数),醇油摩尔比为12,反应温度为55℃,反应时间为4 h时,脂肪酸甲酯的含量和选择性分别达98.5%和99.9%。催化剂7次循环后,产物中脂肪酸甲酯含量仍达到96.2%,单甘酯和双甘酯的含量很少,表明该催化剂重复使用良好。     

秸秆基磺化碳催化制备生物柴油

以稻草秸秆为原料,通过对稻草秸秆的碳化及磺化,制得秸秆基磺化碳催化剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和比表面及孔径吸附仪等对催化剂进行表征。将该催化剂用于催化油酸与甲醇的酯化反应,考察工艺条件对油酸转化率的影响。结果表明:在催化剂用量为油酸质量的3%、醇油摩尔比为10∶1时,在120℃下反应5 h,油酸酯化率最高达到93.84%。该催化剂重复使用5次后,其活性基本维持不变。     

硫促进改性MgAl水滑石催化剂的制备及Aldol缩合反应性能

利用镁铝水滑石的记忆效应,以过硫酸铵为改性剂,经过浸渍焙烧复原过程,制得一系列硫促改性镁铝水滑石催化剂.利用XRD,BET,SEM和FT-IR等手段对催化剂的物理化学性质进行了表征.结果显示,改性后催化剂仍保有原水滑石层状晶体结构,催化剂表面具有碱中心与酸中心.随着硫含量增加,催化剂碱中心逐渐减少,酸中心增加,酸性增强.以对硝基苯甲醛与丙酮的羟醛缩合为探针反应,考察了催化剂的催化性能.     

碱土金属硫酸盐改性离子交换树脂催化合成醋酸丁酯

采用浸渍法对磺酸型阳离子交换树脂进行负载改性,在醋酸丁酯催化合成反应中考察离子交换树脂种类和金属盐种类对催化剂性能的影响,并运用紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对改性树脂进行表征。结果表明:MgSO4和CaSO4改性的树脂催化性能较好。MgSO4改性后树脂骨架结构变化不大,特征紫外吸收峰发生红移,MgSO4与树脂的磺酸基团发生配位,形成新的催化活性中心。MgSO4的最佳负载量为5%,比未改性树脂的活性提高了30.1%。Fe3+不会影响改性后树脂的催化性能,且改性树脂重复使用5次后催化性能仍较稳定。     

丁二酸铵水溶液直接酯化合成丁二酸酯

以NH4HSO4为催化剂,正丁醇为酯化剂,丁二酸铵水溶液为原料制备丁二酸单丁酯和丁二酸二丁酯。考察反应温度、反应时间、催化剂用量和醇铵摩尔比等因素对酯化反应的影响,得到较佳的酯化反应工艺条件:丁二酸铵溶液质量分数50%,醇铵摩尔比5,反应时间8 h,反应温度130℃,催化剂用量为5%(按丁二酸铵质量计),丁二酸丁酯的总收率可达83.2%。     

酸碱双功能MgO/HMCM-22催化剂上Knoevenagel缩合反应

采用浸渍法制备了一系列MgO改性催化剂MgO/HMCM-22, 利用X射线衍射、N₂物理吸附-脱附、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、NH₃及CO₂程序升温脱附等技术对所制催化剂进行了表征. 结果表明, MgO改性后MCM-22分子筛仍保持原有的结构; 随着MgO负载量的增加, 催化剂的碱强度和碱含量显著增加, 而强酸含量明显减少, 弱酸酸位有所增加. 以Knoevenagel缩合为探针反应, 考察了所制催化剂的性能. 在优化的反应条件下, MgO/HMCM-22上苯甲醛转化率高达92.6%. 催化剂 MgO/HMCM-22和MgO/NaMCM-22的催化性能明显优于HMCM-22和MgO. 酸中心和碱中心均对该缩合反应起着重要的促进作用. MgO/HMCM-22对Knoevenagel缩合反应显示出较高的催化活性, 体现出明显的酸碱协同催化作用.