氨基酸功能化Dawson结构磷钨酸盐的制备及催化合成苯甲酸

以Dawosn结构磷钨酸和L-精氨酸为原料制备了L-精氨酸功能化磷钨酸([Arg]_3P_2W_(18)O_(62)·nH_2O)催化剂,采用EDS,FTIR,SEM,XRD,BET,TG等分析方法对制备的催化剂进行表征,考察了[Arg]_3P_2W_(18)O_(62)·nH_2O催化苯甲醛氧化合成苯甲酸的催化性能,通过单因素实验优化了催化反应条件。实验结果表明,L-精氨酸功能化后磷钨酸仍保持Dawosn结构,但催化剂颗粒和孔体积增大,比表面积减少;优化反应条件为:n(苯甲醛)∶n(H_2O_2)=1∶5,w([Arg]_3P_2W_(18)O_(62)·nH_2O)=1.4%(基于原料总质量),反应温度90℃,反应时间为3.0 h,在此条件下,苯甲酸平均收率为89.9%;催化剂重复使用5次后,苯甲酸收率仍可达80.4%。     

微波促进NdH_3P_2W_(18)O_(62)·nH_2O/硅藻土催化绿色合成己二酸

在微波辐射作用下,用自制的NdH_3P_2W_(18)O_(62)·nH_2O/硅藻土为催化剂,在无有机溶剂及相转移催化剂的条件下,催化30%H_2O_2氧化环己酮制备己二酸。通过正交实验和单因次实验探讨了各因素对反应的影响,确定了优化工艺条件为:w(催化剂)=12.7%(按环己酮质量计),n(30%H_2O_2)∶n(环己酮)=4,100℃,400 W,4.0h。在此条件下,己二酸收率达77.7%。催化剂重复使用3次,收率仍可达到68.1%。     

H6P2W18O62·nH2O/MWCNTs催化剂的制备、表征及其对乙酸正丁酯合成的催化性能

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,采用浸渍法制备了H6P2W18O62·nH2O/MWCNTs催化剂,对其进行了FT-IR、EDX、XRD、SEM表征,并以乙酸和正丁醇合成乙酸正丁酯为探针反应,考察了催化剂的酸催化性能,以及反应条件和催化剂重复使用次数对酯化率的影响。结果表明,H6P2W18O62·nH2O/MWCNTs催化活性高于单一组分的H6P2W18O62·13H2O和MWCNTs。该酯化反应的最佳条件为磷钨酸负载量50%,催化剂用量(按反应体系总质量计)0.6%,醇/酸摩尔比2,反应温度120℃,反应时间2.0h。此时,酯化率可达97.1%。催化重复使用5次后,酯化率仍可达60.9%。     

Dawson型磷钨酸/多壁碳纳米管催化合成四氢呋喃

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,用浸渍法负载磷钨酸 H_6P_2W_(18)O_(62)·nH_2O(P_2W_(18))制备了 P_2W_(18)/MWCNTs 催化剂,对该催化剂进行了傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征,并考察了该催化剂催化1,4-丁二醇液相环化脱水制备四氢呋喃(THF)的性能。FTIR 表征结果表明,P_2W_(18)/MWCNT 催化剂具有 Dawson 型结构。通过正交实验和单因素实验探讨了催化剂用量、P_2W_(18)负载量、反应时间、反应温度对合成反应的影响,优化的工艺条件为:催化剂用量(相对于1,4-丁二醇的质量分数)为2.8%,催化剂中P_2W_(18)负载量(相对于催化剂的质量分数)为50%,反应时间45min,反应温度185～190℃;在此条件下,THF 的收率达96 75%。催化剂重复使用5次后,THF 的收率仍达到92.72%。还提出了该合成反应为碳正离子反应的机理。     

Dawson结构磷钨酸银催化剂的制备、表征及其催化合成乙酸正丁酯

采用沉淀法制备了磷钨酸银（Ag3H3P2W18O62〖KG-*3〗·〖KG-*3〗nH2O）催化剂,通过FT IR、UV Vis、XRD、EDX、 SEM、NH3 TPD 对其进行了表征,并用于催化乙酸与正丁醇酯化合成乙酸正丁酯反应。结果表明,合成的〖JP〗Ag3H3P2W18O62〖KG-*3〗·〖KG-*3〗nH2O 具有Dawson结构,呈微球状,粒子大小在200～300 nm范围;同时具有Brnsted酸和Lewis酸的弱酸中心、强酸中心和超强酸中心,可发挥Brnsted酸性和Lewis酸性催化剂的双重作用,在乙酸和正丁醇的酯化反应中具有良好的催化性能。在优化反应条件下,即醇/酸摩尔比20、反应温度120℃、催化剂质量分数048%（以反应物质量计）、反应时间20 h条件下,酯化率可达970%。催化剂易回收重复使用,重复使用5次,酯化率仍可保持在863%。     

Dawson型磷钨酸酮催化剂的制备及其绿色催化合成四氢呋喃

以Dawson型磷钨酸(H6P2W18O62·13H2O)和硝酸铜为原料,通过复分解法合成了新型Dawson型磷钨酸铜,并以磷钨酸铜为催化剂催化1,4-丁二醇环化脱水合成四氢呋喃(THF),利用FTIR,XRD,EDS,SEM,Py-IR,NH3-TPD等方法对磷钨酸铜进行了表征。考察了磷钨酸铜催化剂催化合成THF的工艺。表征结果显示,磷钨酸铜具有Dawson结构,分子式为Cu2H2P2W18O62·n H2O,分子形态呈椭球状,同时具有Lewis酸中心和Br?nsted酸中心。与H6P2W18O62·n H2O相比,磷钨酸铜的Lewis酸性强、酸强度增强、但酸量降低。实验结果表明,适宜的反应条件为:催化剂用量3.3%(w)(基于1,4-丁二醇的用量)、反应温度180℃、反应时间35 min,在此条件下THF收率为96.7%。催化剂重复使用5次后,THF收率仍可达到93.3%。     

杂化材料[Ni(2,2'-bipy)_3]_3(P_2W_(18)O_(62))的制备及其催化性能研究

用水热法合成催化剂[Ni(2,2'-bipy)_3]_3(P_2W_(18)O_(62)),以环己酮和乙二醇催化合成作为探针实验,探讨催化剂[Ni(2,2'-bipy)_3]_3(P_2W_(18)O_(62))对缩酮反应的催化性能,从反应物物质的量比、催化剂用量、反应时间和带水剂环己烷用量等诸方面进行探究。利用XRD(X射线衍射)、FT-IR(傅里叶红外光谱)、热分析、SEM(扫描电子显微镜)等表征[Ni(2,2'-bipy)_3]_3(P_2W_(18)O_(62))的组成、结构、热稳定性及形貌,确定合成条件为:环己酮用量为0.2 mol,n(环己酮)∶n(乙二醇)=1∶1.6,催化剂质量分数0.4%,反应时间60 min,带水剂6 mL;在此条件下,产品收率可达80.4%。     

(3-磺酸丙基)三苯基膦磷钨酸盐催化合成糠酸正丁酯

以三苯基膦、1,3-丙磺酸内酯和磷钨酸为原料,采用两步法合成了(3-磺酸丙基)三苯基膦磷钨酸盐催化剂(简写为[TPSPP]3PW12O40);采用ESI-MS,NMR,FTIR等方法对该催化剂进行了表征,并用其催化糠酸与正丁醇进行酯化反应;同时与多种Keggin型杂多酸及其盐、用浸渍法制备的SiO2负载型催化剂进行了催化性能比较;考察了催化剂用量、原料配比、油浴温度和反应时间对酯化反应的影响。实验结果表明,[TPSPP]3PW12O40具有很高的催化性能和较好的重复使用性能;糠酸与正丁醇进行酯化的适宜条件为:糠酸20 mmol,n([TPSPP]3PW12O40)∶n(正丁醇)∶n(糠酸)=0.005∶5.4∶1,油浴温度150℃,反应时间3 h;在此条件下,糠酸正丁酯的收率达到96.9%,催化剂可以循环使用4次。     

H_6P_2W_9Mo_9O_(62)/SiO_2催化合成环己酮乙二醇缩酮

使用溶胶凝胶法合成H_6P_2W_9Mo_9O_(62)/SiO_2,利用X射线衍射仪(XRD)、红外拉曼光谱仪(FT-IR)、差热分析仪(TG)及扫描电镜(SEM)分析H_6P_2W_9Mo_9O_(62)/SiO_2的热稳定性、结构和形貌。以环己酮和乙二醇为反应原料,H_6P_2W_9Mo_9O_(62)/SiO_2为催化剂,合成环己酮乙二醇缩酮,采用正交试验法,探讨了醇酮物质的量比、催化剂加量、反应时间、环己烷加量对合成缩酮的影响。结果表明,当n(环己酮)∶n(乙二醇)=1∶1.3、催化剂质量为反应物总质量的0.8%、带水剂加量8 mL、反应时间45 min时,环己酮乙二醇缩酮收率可达80.4%。     

SO_4~(2-)/ZrO_2/凹土纳米固体酸催化剂的制备及其催化合成乙酸正丁酯

以凹凸棒石黏土(简称凹土)为载体,采用沉淀法制备了SO24-/ZrO2/凹土纳米固体酸催化剂;采用XRD,EDX,TEM等方法对催化剂进行了表征;考察了载体、催化剂制备条件对催化剂催化乙酸与正丁醇进行酯化反应合成乙酸正丁酯的影响。实验结果表明,凹土晶体纤维表面高度分散的ZrO2纳米粒子与凹土的协同作用使SO24-/ZrO2/凹土纳米固体酸催化剂具有很好的活性。在m(ZrO2)∶m(凹土)=1∶2、煅烧温度500℃、煅烧时间3h的条件下制备的SO24-/ZrO2/凹土纳米固体酸催化剂的活性最高;在乙酸0.50m o、l正丁醇0.55m o、l催化剂0.6g、反应温度120℃和时间90m in的条件下,酯化率可达90.34%;该催化剂具有较好的稳定性,重复使用4次其催化活性基本保持稳定。     

S_2O_8~(2-)/ZrO_2-SiO_2固体超强酸的合成及其催化合成硬脂酸正丁酯

以五水硝酸锆和九水硅酸钠为锆源和硅源、过硫酸铵为浸渍液,采用共沉淀法制备了S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸催化剂,并对催化剂进行了XRD,FTIR,SEM表征。以硬脂酸和正丁醇酯化合成硬脂酸正丁酯反应为探针,考察了催化剂制备条件和反应条件对酯化反应的影响。表征结果显示,SiO2的引入延迟了ZrO2的晶化和晶相的转化,当焙烧温度为550℃时,催化剂中四方晶型ZrO2结构和单斜晶型ZrO2结构同时存在,催化剂表面呈针状。在n(硝酸锆)∶n(硅酸钠)=2.0∶1.5、浸渍液过硫酸铵浓度0.5 mol/L、浸渍时间2 h、焙烧温度450℃、焙烧时间3 h的条件下制备的S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸的催化活性较好。酯化反应的适宜条件为:硬脂酸用量5.7 g、n(硬脂酸)∶n(正丁醇)=1∶3、催化剂用量0.2 g、反应温度120℃、反应时间2.5 h;在此条件下,酯化率可达98.3%。     

杂多酸催化合成氰乙酸乙酯的研究

采用自制的磷钨酸(PW12)、硅钨酸(SiW12)、活性炭负载的磷钨酸(PW12/C)为催化剂,以甲苯为带水剂,催化氰乙酸与无水乙醇合成氰乙酸乙酯。确定了反应的最适条件:n(氰乙酸)∶n(无水乙醇)=1∶3.5,反应时间3h,带水剂用量为28%,PW12、SiW12催化剂用量为原料的0.6%时,酯化率分别为96.5%、95.4%。PW12/C催化剂用量为原料的5%,酯化率为94.3%。但两种纯杂多酸的使用寿命3次左右,而负载后的磷钨酸可重复使用7次,酯化率下降缓慢,表明PW12/C催化剂更有利于氰乙酸的酯化反应。     

AlH_3P_2W_(18)O_(62)·nH_2O/皂土的制备、表征及其催化合成环己烯性能的研究

用浸渍法制备了皂土负载Dawson型磷钨酸铝(30%AlH3P2W18O62·nH2O/皂土)催化剂;通过FTIR,XRD,SEM,EDS等方法对催化剂结构进行了表征;考察了催化剂催化环己醇脱水合成环己烯的性能。FTIR和EDS表征结果显示,负载前后AlH3P2W18O62·nH2O均保持Dawson结构;XRD和SEM表征结果显示,30%AlH3P2W18O62·nH2O/皂土保持了皂土的层状结构,AlH3P2W18O62·nH2O呈球形,均匀负载在皂土上。通过正交实验考察反应温度、催化剂用量及反应时间对脱水反应的影响。实验结果表明,在w(催化剂)=4.1%(基于环己醇质量)、反应温度180℃、反应时间35 min的优化工艺条件下,环己烯平均收率为92.3%。催化剂重复使用5次,环己烯收率仍可达82.7%。与其他催化剂相比,用30%AlH3P2W18O62·nH2O/皂土催化剂催化环己醇脱水合成环己烯具有反应时间短、环己烯收率高等优点。     

H_3PW_(12)O_(40)@C催化剂的原位合成及催化乙酸与正丁醇酯化反应

以磷钨酸和蔗糖为原料,采用原位合成法制备出活性炭包覆Keggin结构的磷钨酸催化剂30%(w)H_3PW_(12)O_(40)@C,通过正交实验探索出所制备的30%(w)H_3PW_(12)O_(40)@C催化剂催化乙酸和正丁醇液相合成乙酸正丁酯反应的最优工艺条件。采用FTIR,XRD,EDS,SEM,TG-DSC等方法对C包覆前后及重复使用前后的催化剂进行表征。表征结果显示,H3PW12O40较均匀地包覆在C球上,且C包覆后H_3PW_(12)O_(40)仍保持Keggin结构;催化剂使用过程中加剧了团聚,减小了有效比表面积,活性组分发生了溶脱,同时表面吸附了部分有机物;回收催化剂和新鲜催化剂热稳定性能非常相似,但回收催化剂失重率相对增加。正交实验结果表明,在反应温度为125℃、催化剂用量为0.6 g(占反应物总量4.43%(w))、醇酸摩尔比为1∶1、反应时间为3.0 h的最优工艺条件下,酯化率可达97.3%;催化剂重复使用到第5次时,酯化率仍可达77.8%。     

H_3PW_(12)O_(40)@C催化剂的原位合成及催化乙酸与正丁醇酯化反应北大核心CSCD

以磷钨酸和蔗糖为原料,采用原位合成法制备出活性炭包覆Keggin结构的磷钨酸催化剂30%(w)H_3PW_(12)O_(40)@C,通过正交实验探索出所制备的30%(w)H_3PW_(12)O_(40)@C催化剂催化乙酸和正丁醇液相合成乙酸正丁酯反应的最优工艺条件。采用FTIR,XRD,EDS,SEM,TG-DSC等方法对C包覆前后及重复使用前后的催化剂进行表征。表征结果显示,H3PW12O40较均匀地包覆在C球上,且C包覆后H_3PW_(12)O_(40)仍保持Keggin结构;催化剂使用过程中加剧了团聚,减小了有效比表面积,活性组分发生了溶脱,同时表面吸附了部分有机物;回收催化剂和新鲜催化剂热稳定性能非常相似,但回收催化剂失重率相对增加。正交实验结果表明,在反应温度为125℃、催化剂用量为0.6 g(占反应物总量4.43%(w))、醇酸摩尔比为1∶1、反应时间为3.0 h的最优工艺条件下,酯化率可达97.3%;催化剂重复使用到第5次时,酯化率仍可达77.8%。     

硅胶负载磷钨酸催化正丁醇和乙酸液相酯化反应

以硅胶为载体,用浸渍法制备了一系列不同负载量的磷钨酸催化剂,通过X射线衍射、低温N2物理吸附、程序升温氨脱附以及Hammett指示剂法表征了催化剂的物化性质,并考察了催化剂在乙酸与正丁醇液相酯化反应中的催化性能。结果表明,通过控制杂多酸负载量,可有效调整催化剂的表面性质、酸性及酯化反应性能;酯化反应结果与催化剂酸量、比表面积及磷钨酸在载体表面分散状况有直接关系。磷钨酸负载量为40%时,反应物的转化率及酯的产率均明显高于纯磷钨酸催化剂的结果。在反应温度为395K、催化剂在反应体系中的质量分数为3.5%、反应时间为120min的条件下,正丁醇转化率达89.8%,乙酸丁酯选择性为100%。     

Ni10.7YxWy/γ-Al2O3催化剂在甲烷干重整反应中的抗积碳性能北大核心CSCD

采用等体积浸渍法制备了一系列Ni_(10.7)Y_xW_y/γ-Al_2O_3催化剂,用于甲烷二氧化碳干重整(DRM)反应,通过XRD、BET、H_2-TPR、TPH、HRTEM和XPS对催化剂进行了表征,考察了金属助剂对催化剂性能的影响。实验结果表明,添加钇使NiAl_2O_4的还原程度增强且能促进活性组分Ni的分散,添加钇和钨可使催化剂的比表面积、孔径和孔体积均减小。同时添加钨和钇的Ni_(10.7)Y_3W_(10)/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性最好。在DRM反应过程中,Y_2O_3与CO_2作用形成Y_2O_2CO_3能抑制丝状碳的生成,从而提高催化剂的活性和稳定性。Ni_(10.7)W_(10)/γ-Al_2O_3催化剂在DRM反应过程中发生W碳化反应生成α-WC,与活性组分Ni形成双活性位点,从而提高了催化剂的活性和稳定性。Ni_(10.7)Y_3W_(10)/γ-Al_2O_3催化剂不仅生成了双活性位点,还有效抑制了积碳的扩散,从而抑制了丝状碳的生成。     

微波促进稀土固体超强酸S_2O_8~(2-)/Sb_2O_3/La~(3+)催化合成乙酸苄酯

采用金属醇盐水解法制备了稀土固体超强酸S_2O_8~(2-)/Sb_2O_3/La~(3+)催化剂,并用Hammett,IR,DTA/ TGA,XRD等手段对催化剂进行了表征。以稀土固体超强酸S_2O_8~(2-)/Sb_2O_3/La~(3+)为催化剂、乙酸和苯甲醇为原料,在微波辐射下合成了乙酸苄酯。考察了催化剂制备条件及合成条件对酯化率的影响,催化剂最佳制备条件:用1.5 mol/L的(NH_4)_2S_2O_8和2.71%La(NO_3)_3混合溶液浸渍前体氧化物Sb_2O_3,经110℃烘干,于500℃焙烧3 h。最佳合成条件:n(苄醇):n(乙酸)=2:1,催化剂用量0.6 g,辐射时间25 min,微波功率528 W,酯化率93.8%。用IR、~1H NMR等手段对产物进行了确证。     

固体超强酸催化合成葡萄酒香料己酸正丁酯

利用四氯化锡、硅酸钠相互促进水解,制备了固体超强酸SO42-/SnO2-SiO2催化剂,采用该催化剂催化正己酸与正丁醇的酯化反应合成葡萄酒香料己酸正丁酯,考察了催化剂制备条件和反应条件对酯化反应的影响以及催化剂的重复使用性能,并采用XRD,FTIR,TG分析等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,适宜的催化剂制备条件为:浸渍液为3 mol/L的硫酸、n(Sn)∶n(Si)=1∶8、焙烧温度500℃、焙烧时间3 h;适宜的酯化反应条件为:n(正丁醇)∶n(正己酸)=3.0∶1、催化剂用量0.5 g(基于0.1 mol正己酸)、回流反应2.0 h。在此条件下,酯化率可达99.0%。该催化剂的重复使用性能较好,使用5次时酯化率仍达80%以上。     

H_6P_2W_(18)O_(62)/MCM-41催化剂的制备、表征及其催化合成乙酰水杨酸

采用浸渍法将Dawson结构的磷钨酸H6P2W18O62(简写为P2W18)负载在MCM-41分子筛上,制备出新型P2W18/MCM-41催化剂;采用FTIR,XRD,SEM,EDS等方法对催化剂进行了表征。表征结果显示,P2W18/MCM-41催化剂既保持了MCM-41分子筛的孔道结构,又保持了P2W18的Dawson结构。同时研究了P2W18/MCM-41催化剂对乙酰水杨酸合成反应的活性,通过正交实验确定了优化工艺条件:n(水杨酸)∶n(乙酸酐)=1.0∶1.5、P2W18/MCM-41催化剂用量2.7%(基于反应物的质量)、反应温度80℃、反应时间10 min。在此优化条件下,乙酰水杨酸收率为88.1%。P2W18/MCM-41催化剂重复使用5次,乙酰水杨酸收率仍可达76.7%。