SO 2－4/炼锌水淬渣固体酸的制备及催化性能研究

用炼锌水淬渣废物为原料,采用半湿法浸渍和干法老化结合的方法制备了SO2－4/水淬渣固体酸催化剂,考察了浸渍浓度、焙烧温度、老化温度等制备条件对其催化油酸和甲醇酯化制备生物柴油催化性能的影响,并对SO2－4/水淬渣和硫酸处理水淬渣絮凝体烘干物进行N H 3-TPD 酸性测试和比表面积分析。实验结果表明,制备条件对 SO2－4/水淬渣固体酸的催化性能有很大的影响,将最佳制备条件下得到的催化剂用于油酸和甲醇的酯化反应,在催化剂用量18％,醇油比15∶1,温度120℃,反应时间8 h的反应条件下,酯化率可达90％以上,且该催化剂重复使用4次后,酯化率仍在50％以上,经 H2 SO4活化后其催化活性又可恢复。     

竹炭基固体酸催化剂的制备及其催化性能研究

以4年生慈竹为炭源制备新型碳基固体强酸催化剂,以油酸与甲醇的酯化反应为模型反应主要考察了炭化温度、炭化时间、磺化温度和磺化时间等因素对其催化剂性能的影响。研究结果表明,以竹子作为碳源,利用硫酸合成碳基固体酸催化剂的最佳工艺条件为:碳化温度650℃,碳化时间6h,磺化温度140℃和磺化时间10h,在此条件下油酸与甲醇的酯化反应的转化率达到94.70%。竹炭基固体酸催化剂制备简单,催化酯化反应条件温和,克服了传统液体酸催化剂的缺点,具有良好的稳定性,且通过简单的过滤即可回收重复利用具有很好的应用前景。     

磁性碳基固体酸微球催化剂的制备及其催化性能研究

采用水热法制备得到具有磁响应性能的碳基固体酸微球催化剂,采用扫描电镜、振动样品磁强计、X射线衍射仪、红外光谱仪、热重分析仪和Boehm滴定等手段对其进行表征,并探讨了催化剂制备条件对碳基固体酸微球催化剂催化性能的影响。结果表明:微球直径为1.1～1.3μm时,其饱和磁化强度为4.25emu/g,具有Fe_3O_4的特征衍射峰,且表面具有大量的酸性官能团;在磺化温度为120℃、磺化时间为8h、浓硫酸用量为15mL时,催化剂酸量达到2.84mmol/g。将催化剂应用于油酸与甲醇的酯化反应,当催化剂质量为油酸质量的7.5%,甲醇与油酸摩尔比为24∶1,酯化温度为90℃,酯化时间为3h时,酯化率达到89.43%。     

玉米粉炭基固体酸催化剂的制备及表征

通过炭化-磺化的方法,以玉米粉为原料,制备了玉米粉炭基固体酸催化剂,并催化油酸与甲醇酯化反应制备生物柴油。通过XRD、FE-SEM、FT-IR对催化剂表征,实验结果证明,经过不完全炭化和磺化过程生成的为磺酸基负载的芳香族炭结构的化合物。通过单因素和正交试验得出该催化剂的最优制备条件为450℃,炭化恒温时间2h,磺化温度140℃,磺化时间3h,此催化剂催化的酯化反应转化率高达72.04%。     

固体超强酸催化合成丁酸戊酯的研究

以Ti(OC4H9)4为原料,采用溶胶-凝胶法制备固体超强酸SO4 2-/TiO2,并利用XRD、IR及DRS对催化剂进行表征,然后,以SO4 2-/TiO2为催化剂,通过丁酸与戊醇反应合成了丁酸戊酯.探讨了SO4 2-/TiO2催化酯化反应机理及SO4 2-/TiO2的结构,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,醇酸摩尔比为1.4:1,反应温度为125℃,反应时间为6h时,平行实验的平均酯化率可达96.4%.     

秸秆炭质固体酸催化剂的制备及应用

以秸秆为原料,采用炭化和磺化方法制备炭质磺酸化固体酸催化剂,并通过XRD、SEM和FT-IR对所制备催化剂的结构进行表征。通过催化油酸和甲醇酯化反应制备生物柴油,考察炭化温度、炭化时间、磺化温度和磺化时间对催化剂性能的影响。并研究了不同条件对油酸转化率的影响,优化了制备生物柴油的最佳工艺条件,结果表明:在炭化温度为350℃、炭化时间1h、磺化温度140℃、磺化时间1h的条件下,所制备催化剂具有较高的活性;在反应温度为68℃、反应时间为5h、催化剂质量为油酸质量的7%、甲醇与油酸的物质的量比为12∶1的条件下,生物柴油转化率可达94.83%。     

固体超强酸于多孔高硅氧纤维的负载及其在酯化中的应用

以溶胶浸渍法,将SO42-/ZrO2固体超强酸负载到由酸沥滤工艺制备的多孔高硅氧纤维上,并用于催化合成乙酸正丁酯。研究结果表明,该催化剂具有用量少,酯收率较高,产物易于分离等优点;而且使用寿命长,重复用于5次合成后,酯化率仍高于70%。     

SO4^2-／ZrO2-SiO2的制备及其催化性能研究

用共沉淀法制备了SO4^2-／ZrO2-SiO2固体酸催化剂，通过XRD、BET、IR、SEM等综合实验手段考察了SiO2的加入量不同对固体酸的晶体结构的影响，并以乙酸正丁酯的酯化反应为探针实验考察了SO4^2-／ZrO2-SiO2的催化性能。结果表明，SiO2的加入抑制了ZrO2晶型的转变，提高了催化剂的活性。     

催化乳酸铵酯化的改性树脂的制备与表征

为降低酯化催化剂的制备成本,提高催化酯化反应的性能,以磺酸型阳离子交换树脂和FeCl3·6H2O为原料,采用液固溶剂法制备了固体酸催化剂.利用XRF,FTIR,XRD,NH3-FTIR对催化剂进行表面酸性、元素含量等性质的测试表征.研究表明,FeCl3与阳离子交换树脂的Bronsted酸中心(SO3H)发生化学反应形成了新的Lewis酸中心,络合到树脂上的Fe3+量为11.8%.测试了催化剂促进乳酸铵和正丁醇酯化反应的催化活性,当催化剂用量为1.5%时,酯化率高达96.1%.     

磺化椰壳炭固体酸催化剂的制备及催化酯化反应研究

以海南椰壳纤维为原料,采用浸渍法活化、管式炉炭化等过程制备椰壳活性炭,然后以浓硫酸为磺化剂,磺化制备了具有多孔特征的椰壳炭固体酸。并对制得的椰壳炭固体酸进行了结构表征。通过乙酸和正丁醇的酯化反应,对催化剂的性能进行了测试,考察了催化剂制备过程中物料比、灼烧温度、炭化时间、磺化剂用量等因素对催化反应的影响。结果表明:在椰壳纤维原料与活化剂氢氧化钾的质量配合比为1∶1,炭化温度为450℃,炭化时间为2h,椰壳活性炭与磺化剂投量配合比为1g∶20mL,磺化时间为2h条件下,制得的磺化椰壳固体酸的催化性能最好,并在催化乙酸与正丁醇的酯化反应中2h转化率达到96.6%。     

SO_4~(2-)/TiO_2-SiO_2固体超强酸失活原因及再生方法研究

以SO42-/TiO2-SiO2固体超强酸催化剂为例,选择松香与甘油酯化这一高粘度有机反应体系,通过IR、TPD、XRD和BET等检测方法,研究了SO42-/TiO2-SiO2的失活原因。研究表明,催化剂表面吸附有机物、酸中心减少、酸量下降是导致该催化剂失活的主要原因。在此基础上研究了再生方法,优化了再生条件:在500℃焙烧脱去吸附物,再用H2SO4浸渍对失活催化剂进行再生。再生催化剂的催化性能与新鲜催化剂性能基本相同。     

S2O2-8/Al-Zn-O固体酸的制备及表征

用溶胶-凝胶法制备了S2O82-/Al-Zn-O固体酸,考察了制备条件对其催化乙酸-正丁醇合成乙酸正丁酯催化性能的影响,并借助XRD、IR、TG/DSC、SEM等多种测试技术对其结构进行了表征。实验结果表明,制备条件对S2O28-/Al-Zn-O固体酸的催化性能有一定的影响,在最佳制备条件下,其酯化率可达98.06%。     

一步法合成SO4^2-／TiO2酸位结构及酯化机理研究

利用高酸值麻疯树油中游离脂肪酸与甲醇酯化反应作为目标反应，通过直接煅烧工业原料偏钛酸，制得高酯化活性的ST（SO4^2-／TiO2）固体酸．FTLR研究表明：ST固体酸具有焦硫酸结构酸位，含有高键级高共价特性S=O．S=O强烈的诱导效应提高了与之相连的配位不饱和钛原子的路易斯酸性，吸水后产生质子酸。随着硫含量增加，质子酸性增加．ST固体酸制备过程中，硫酸根与二氧化钛发生固相反应，硫酸根强键舍在二氧化钛表面，同时部分硫酸根分解产生三氧化硫并原位吸附，从而形成固体酸位。ST固体酸通过质子化羧酸、甲醇亲核加成、脱水脱质子机理催化酯化反应。     

碳基固体酸在1,4-丁二醇双琥珀酸二异辛酯合成中的催化性能

采用对甲苯磺酸和可溶性淀粉混合物部分炭化制备新型碳基固体酸催化剂,研究了m(对甲苯磺酸)∶m(可溶性淀粉)、炭化温度和炭化时间对催化剂催化合成1,4-丁二醇双琥珀酸二异辛酯的影响,用SEM、XRD、红外光谱、元素分析等对催化剂进行了表征。结果表明,在m(对甲苯磺酸)∶m(可溶性淀粉)=1.0∶2.0、炭化温度200℃、炭化时间8 h的条件下,得到碳基固体酸的催化活性最高,在180℃下反应1.5 h可达到规定的酯化率,催化剂重复使用5次后,酯化率仍能达到93%以上,另外该催化剂具有良好的热稳定性。     

S_2O_8~(2-)/Al-Zn-O固体酸的制备及表征

用溶胶-凝胶法制备了S2O82-/Al-Zn-O固体酸,考察了制备条件对其催化乙酸-正丁醇合成乙酸正丁酯催化性能的影响,并借助XRD、IR、TG/DSC、SEM等多种测试技术对其结构进行了表征。实验结果表明,制备条件对S2O28-/Al-Zn-O固体酸的催化性能有一定的影响,在最佳制备条件下,其酯化率可达98.06%。     

K2CO3/γ-Al2O3催化玉米油制备生物柴油成分的定性分析

采用等体积浸渍法制备了负载型固体碱催化剂K2CO3/γ-Al2O3,并将其用于催化玉米油与甲醇酯交换反应制备生物柴油。采用气相色谱质谱联用仪对其成分进行了定性分析。通过分析质谱图的分子离子峰和特征离子峰,确定所制备的生物柴油主要由四种脂肪酸甲酯组成,分别为棕榈酸甲酯、亚油酸甲酯、油酸甲酯和硬脂酸甲酯。     

碳基固体酸催化大豆油酯交换制备生物柴油

通过一步碳化-磺化法制备了碳基固体酸催化剂,采用IR、XRD以及TG对催化剂进行了表征;并将催化剂用于催化大豆油与甲醇的酯交换反应制备生物柴油中,考察了相关因素对反应的影响,用气相色谱分析生物柴油的产率。实验结果表明,碳基固体酸催化大豆油与甲醇的酯交换反应效果显著,最佳反应条件为:醇油摩尔比36∶1、反应温度130℃、反应时间4h、催化剂用量为大豆油质量的10%时,生物柴油的收率可达95.5%。催化剂重复利用6次,活性下降较小。     

面粉炭基固体酸催化剂的制备与性能研究

以面粉为原料,经炭化、磺化制得炭基固体酸催化剂,并对其进行表征。以油酸、甲醇为原料,进行酯化反应,考察了炭化温度、炭化时间、磺化温度和磺化时间对油酸转化率的影响。结果表明:在400℃下炭化2h,130℃下磺化2h,其催化活性最强,油酸转化率高达94%。     

SO42-/ZrO2固体酸的超声快速制备及表征

在沉淀和浸渍过程中都分别施加超声波快速制备了SO42-/ZrO2固体酸。利用XRD、FT-IR、TG-DTA、BET和NH3-TPD等方法对样品进行分析表征,探讨超声作用对固体酸中ZrO2晶粒粒径、样品比表面积、热稳定性和酸性等的影响。结果表明,超声制备SO42-/ZrO2形成超强酸结构的适宜焙烧温度为550℃。与常规法相比,超声波的引入能获得较小晶粒的ZrO2,并强化了浸渍过程中与高价硫的结合,所得样品比表面积增大,并可以提高催化剂的酸强度以及改变催化剂酸量分布。     

SiO_2固体酸微球制备及催化性能研究

以纳米二氧化硅(SiO_2)为载体,采用浸渍法制得SiO_2固体酸微球。探讨不同反应条件对SiO_2微球的影响,研究磺化温度和时间对SiO_2固体酸微球酸量和酯化率的影响,并采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对SiO_2微球、SiO_2固体酸微球进行表征。结果表明:在磺化时间为4h、磺化温度为220℃、SiO_2微球与浓硫酸按1∶10固液配合比(质量比)的条件下,制得的SiO_2固体酸微球的粒径为180nm,总酸量达到4.53mmol/g,对乙酸和乙醇酯化反应的催化效率达到80.75%。