[BMIM]HSO4/Al2O3催化甘油脱水反应的研究

采用两步法合成离子液体[BMIM]HSO4,并采用浸渍法制备了[BMIM]HSO4/A12O3催化剂,用IR、1HNMR、TG-DTG等方法对催化剂进行了表征.在常压连续流动的固定床反应器中,考察了甘油制备丙烯醛的工艺条件,结果表明:在催化剂为[BMIM]HSO4/Al2O3,负载量为40％、反应温度为300℃、体积空...     

[HSO3-b-N(CH3)3]HSO4/SiO2催化剂上苯基羟胺Bamberg重排制备对氨基苯酚

在硝基苯加氢合成对氨基苯酚过程的Bamberg重排反应中,采用酸性离子液体来替代硫酸催化剂。设计并合成出了一种新型的含有-SO3H基团的季铵型酸性离子液体N,N,N-三甲基-N-磺丁基硫酸氢铵([HSO3-b-N(CH3)3]HSO4),并与另3种离子液体1-磺丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([HSO3-bmim]HSO4)、N,N-二乙基硫酸氢铵([(CH3CH2)2NH2]HSO4)及N,N,N-三甲基硫酸氢铵([(CH3)3NH]HSO4)的酸性质进行了对比,考察了这些离子液体在苯基羟胺Bamberg重排制备对氨基苯酚反应中的催化性能。为了减少离子液体的用量和便于回收催化剂,采用溶胶-凝胶法制备出负载型离子液体催化剂[HSO3-b-N(CH3)3]HSO4/SiO2,并对其催化性能进行了研究。结果表明,该催化剂在苯基羟胺Bamberg重排制备对氨基苯酚反应中具有较高的催化活性,在离子液体与苯基羟胺摩尔比为0.5、反应温度85℃、反应时间30 min的条件下,苯基羟胺转化率100%,对氨基苯酚选择性60.5%。     

采用质子酸离子液体反应萃取精馏制备醋酸甲酯

以醋酸、甲醇为原料,以质子酸离子液体为催化剂和萃取剂,采用反应萃取精馏法制备了醋酸甲酯。考察了质子酸离子液体和配料比、回流比及反应时间对反应萃取精馏的影响。实验结果表明,质子酸离子液体是制备醋酸甲酯的良好催化剂和萃取剂,能消除醋酸甲酯与水或甲醇的共沸点,提高醋酸甲酯的纯度和收率;在3种质子酸离子液体[Hmim]CF3COO,[Hmim]BF4,[Hmim]HSO4中,[Hmim]HSO4(Hmim为N-甲基咪唑)的催化活性最高。反应萃取精馏的最佳工艺条件是:m(HOAc)∶m(CH3OH)∶m([Hmim]HSO4)=100∶50∶1,回流比2.5,反应时间30min。在此条件下,醋酸甲酯的纯度可达99.84%,收率可达98.65%。采用闪蒸的方法可回收醋酸、甲醇及质子酸离子液体,质子酸离子液体可重复使用8次。     

Au/SiO_2催化剂上丙烯空气氧化制丙烯醛

采用等体积浸渍法制备了Au/S iO2催化剂,X射线粉末衍射、透射电子显微镜表征结果显示,其金粒子的平均大小可控制在10nm以内。考察了反应温度、空速、金负载量、催化剂焙烧温度、添加助剂等对Au/S iO2催化剂催化丙烯空气氧化制丙烯醛反应性能的影响。实验结果表明,该催化剂具有很高的丙烯醛选择性。在325℃、原料气空速4 000h-1、V(C3H6)∶V(O2)=1∶2、反应时间120m in的条件下,采用500℃焙烧的Au/S iO2催化剂,当丙烯的转化率为1.0%时,丙烯醛的选择性达70%以上。提高焙烧温度至800℃,丙烯醛选择性可达90%。加入Cu助剂可以提高丙烯的转化率,但使丙烯醛选择性下降。     

H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2催化甘油制备丙烯醛的研究

采用等体积浸渍法合成了负载型H3PW12O40/SiO2催化剂,在常压连续流动的固定床反应器中,考察了其对甘油脱水制备丙烯醛的催化性能。结果表明,在反应温度为300℃,H3PW12O40杂多酸负载质量百分含量为30%时,催化剂具有较高的催化活性和生成丙烯醛的选择性,甘油的转化率达到98.2%,丙烯醛的摩尔选择性为85.6%。通过红外光谱对H3PW12O40和H3PW12O40/SiO2催化剂的结构进行研究,发现催化剂基本保持杂多酸的Keggin结构。     

质子酸离子液体催化合成叔丁基苯的研究

用质子酸离子液体[BPy]HSO4代替传统催化剂催化苯和叔丁醇反应合成叔丁基苯。通过正交试验，考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、苯／叔丁醇摩尔比对苯的烷基化反应的影响，确定了最佳反应条件：催化剂[SPy]HSO4用量为4mL、叔丁醇0．1mol、n（苯）：n（叔丁醇）=4：1、反应时间1．0h、反应温度50—55℃。在此条件下，平均收率为79．2％。催化剂[BPy]HSO4溶于水后通过过滤和蒸发除水，重复使用5次，收率无明显变化。     

[SO3H-Bmim][HSO4]离子液体在高酸值餐饮废油制备生物柴油中的应用

以高酸值餐饮废油为原料,以自制的酸性离子液体[SO3H-Bmim][HSO4]和氢氧化钠为催化剂,采用两步法催化制备生物柴油.利用正交表L25(56),选取4因素5水平对离子液体[SO3H-Bmim][HSO4]对降低餐饮废油酸值的催化活性进行正交实验,并研究了离子液体的重复使用性能.结果表明,离子液体[SO3H-Bmim][HSO4]对降低餐饮废油的酸值具有很强的催化活性,可重复使用4～5次.最佳降酸值条件:醇/油摩尔比8:1,离子液体用量1.0%(质量分数),反应温度70℃,反应时间120min.在该条件下,餐饮废油的酸值从33.25降低到0.45 mgKOH/g.以氢氧化钠催化降低酸值后的餐饮废油,生物柴油产率可达96.4%.     

吗啡啉类酸性离子液体的合成及其催化酯化反应

制备了N-甲基-N-丁基吗啡啉硫酸氢盐([Nbmm]HSO4)和N-甲基-N-丁基吗啡啉对甲苯磺酸盐([Nbmm]PTSA)两种新型酸性离子液体。通过FT-IR和元素分析确认其结构。所合成的离子液体均溶解于强极性溶剂,且酸性较强。以乙酸和乙醇合成乙酸乙酯的反应为模型反应考察了离子液体催化酯化反应的催化活性,吗啡啉离子液体具有很好的催化活性,其强弱顺序为[Nbmm]HSO4[Nbmm]PTSA。这与离子液体的酸性及其与原料、产物的溶解性有关。同时也说明吗啡啉离子液体的酸性主要由其阴离子决定。在n(环己烷)∶n(乙醇)∶n(乙酸)=0.88∶2∶1、离子液体[Nbmm]HSO4加入量为原料总质量的1.8%、反应时间为3h条件下,采用溶剂回流法合成乙酸乙酯收率达99.57%。脱水后离子液体重复使用5次,催化活性仍无明显下降。将[Nbmm]HSO4应用于乙酸正丁酯和油酸甲酯的合成也具有较高的催化活性。     

四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑盐的合成、表征及萃取脱硫探索

制备了环保型绿色离子液体--四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑盐([BMIM]BF4),主要探讨“绿色合成”方法及其对模型油萃取脱硫的作用效果。在无溶剂条件下将N-甲基咪唑与1-氯代正丁烷通过高产率的亲核取代反应生成中间产物[BMIM]Cl,再使其与NaBF4进行复分解反应生成目标物质,经红外光谱(FT-IR)、紫外光谱(UV)等测试方法验证可知,产物的分子结构为[BMIM]BF4;考察了萃取时间、温度、含硫化合物种类(苯并噻吩BT或二苯并噻吩DBT)及剂油体积比对脱硫率的影响,在萃取温度40 ℃、萃取时间30 min、剂油体积比1:2的条件下,含DBT模型油的单级萃取脱硫率为54.4% 。对含DBT模型油进行了三级萃取及离子液体回收再利用研究,结果表明,三级萃取脱硫率达到90%,离子液体可回收利用。     

Co-La-Ni/Al_2O_3催化甘油水蒸气重整制氢

以浸渍法制备的Co-La-Ni/Al2O3为催化剂,在固定床反应器中对生物质甘油水蒸气重整制氢反应进行了研究;考察了反应温度、重时空速及进料中水与甘油中碳的摩尔比(水碳比)对反应的影响,同时考察了催化剂的稳定性并对积碳进行分析。实验结果表明,氢产率、潜在氢产率和气相碳转化率随重时空速的增加而逐渐下降,随温度的升高而增大;水碳比的增加在一定程度上有助于促进氢产率、潜在氢产率和气相碳转化率的提高;随反应时间的延长,催化剂的活性因积碳的产生略有降低,反应20 h后趋于稳定。在温度为700℃、水碳比为3、重时空速为2.5 h-1的条件下,氢产率和潜在氢产率分别达到118.15 g/kg和136.41 g/kg,气相碳转化率达到96.36%。对于甘油水蒸气重整制氢反应,Co-La-Ni/Al2O3催化剂具有较好的催化作用及稳定性。     

酸性离子液体在乙醇脱水反应中的应用

以浓硫酸和几种酸性离子液体为催化剂,对乙醇脱水制乙烯反应进行了研究。探讨了催化剂类型、反应温度、乙醇流量等因素对反应的影响。实验结果表明,180℃时,以酸性离子液体1-丁磺酸基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([HSO3-BMIM]HSO4)为催化剂,乙醇的转化率(73.8%)及乙烯的选择性(86.6%)与浓硫酸为催化剂时相似,而酸性较弱的离子液体催化乙醇脱水反应的效果较差。在120～220℃范围内,[HSO3-BMIM]HSO4催化乙醇脱水反应时乙醇转化率及乙烯选择性随反应温度的升高而增加;在一定的乙醇流量范围(1.0～8.0mL/h)内,反应温度为180℃时乙醇转化率及乙烯选择性随乙醇流量的增大而降低,而在220℃时,乙醇转化率及乙烯选择性则变化不大,反应200h内乙醇转化率及乙烯选择性都保持在96%以上。     

H_3PW_(12)O_(40)/Al_2O_3催化剂在甘油脱水制备丙烯醛反应中的性能评价研究

采用等体积浸渍法制备了H3PW12O40/Al2O3催化剂,在常压连续流动固定床反应器中,对催化剂的活性稳定性进行了考察,同时利用BET、SEM和XRD等对反应前后的催化剂进行了基本表征。结果显示,在反应过程中,催化剂上的积炭量呈上升趋势,尤其在催化剂活性增长期其积炭生成速率很快。较高的空速有利于减少催化剂上的积炭量。积炭可能是由丙烯醛在杂多酸催化剂上的聚合而产生的,它覆盖在催化剂表面,堵塞了孔道,从而引起了催化剂活性降低。但积炭并没有破坏催化剂的结构,催化剂仍然保持Keggin结构,仍具有催化活性。     

负载离子液体合成十二烷基苯

以载体硅胶(SiO2)负载氯铝酸盐室温离子液体[BMIM]Cl-AlCl3,通过改变负载工艺,制得不同的负载离子液体催化剂用于合成十二烷基苯。在间歇操作条件下,考察了反应温度和负载离子液体的加入量对1-十二烯转化率和2-位异构体选择性的影响。结果表明,1-十二烯的转化率随负载离子液体加入量的增加和反应温度的升高而增加,产物中2-位异构体的选择性随反应温度的升高而降低。与同类未负载离子液体催化剂的性能相比,采用负载离子液体作为催化剂,2-位异构体的选择性从39.1％提高到52.5％。     

键合接枝法制备固载酸性离子液体及其催化合成醋酸丁酯

采用键合接枝法,以偶氮二异丁腈为引发剂,利用3-巯丙基三乙氧基硅烷改性的硅胶与乙烯基咪唑(VIm)类酸性离子液体发生自由基聚合反应,制成固载化离子液体催化剂[(CH2)3SO3HVIm]HSO4/硅胶。通过元素分析、傅里叶变换红外光谱、热重-示差扫描量热分析等方法对催化剂进行了表征。表征结果显示,离子液体较好地负载在硅胶表面,负载量(以每克催化剂计)为2.671mmol/g,催化剂具有良好的热稳定性。将该催化剂用于合成醋酸丁酯,较佳的反应条件为:反应温度94℃,n(正丁醇):n(醋酸)=1.2,m(催化剂):m(反应物)=0.06,反应时间3h,酯收率达到99.5%。反应后催化剂易分离,重复使用8次后,酯收率仍可达到90.1%。     

[BMIM]Cl-AlCl_3离子液体催化正戊烷异构化反应性能

为研究离子液体的催化异构化性能,通过乙腈吸附红外光谱和紫外可见吸收光谱测定了合成的1-丁基-3-甲基咪唑氯铝酸([BMIM]Cl-AlCl_3)离子液体的酸性,并考察了离子液体中氯化铝的含量、引发剂种类及用量、反应温度以及剂油比等条件对正戊烷异构化反应的影响。结果表明,离子液体酸性随氯化铝含量升高而增强,当离子液体中氯化铝摩尔分数为0.70、添加的氯代正丁烷的体积为原料正戊烷体积的8%、反应温度为120℃、剂油质量比为1∶1时,正戊烷的转化率达到88.1%,异构烷烃收率达到74.8%。     

CaO/Al2O3复合催化剂催化裂解大豆油制备烃类燃料的研究

以物理混合法制备复合催化剂CaO/Al2O3,采用单因素实验法,在固定床反应器以大豆油为原料进行CaO/Al2O3复合催化剂催化裂解大豆油制备烃类燃料的研究,考察裂解温度、空速、m（CaO）/m（Al2O3）对裂解产物的影响。结果表明：在裂解温度为510 ℃、空速为10.00 h-1 、m（CaO）/m（Al2O3）为2：8的条件下,裂解液收率为71.00%;裂解油组成中烃类质量分数高达80.96%,裂解油的运动黏度(20 ℃)为3.1 mm2/s,酸值为4.1 mg KOH/g,氧质量分数为2.37%,热值达44.79 kJ/g。     

双金属Pd/Al2O3催化剂液相选择性加氢工艺研究

通过双金属Pd/Al2O3催化剂在裂解汽油选择性加氢过程中的工艺性能研究，讨论了该催化剂在液相选择性加氢过程中原料油性质、反应器入口温度以及液相总空速等在反应中的影响，得出了该催化剂基本的优化工艺条件，同时对该催化剂在反应中的双烯加氢率和绝热温升数学模型进行探讨，得到的结果与实验能很好地吻合。