磁性聚合离子液体的制备及其催化合成酯反应研究

通过季铵化法合成一系列咪唑类离子液体并附着在表面硅烷化的Fe₃O₄磁性纳米颗粒上，用于催化季戊四醇/三羟甲基丙烷与油酸的酯化反应制备季戊四醇油酸酯和三羟甲基丙烷油酸酯。FT-IR、BET、XRD、VSM等表征结果表明成功制备了磁性聚合离子液体。确定了合成季戊四醇油酸酯的最佳反应条件为：催化剂质量分数5%、酸醇摩尔比4∶1、反应温度190℃、反应时间7 h,此时磁性聚合离子液体酯化率达到94.43%;合成三羟甲基丙烷油酸酯的最佳反应条件为：催化剂质量分数5%、酸醇摩尔比3.5∶1、反应温度150℃、反应时间7 h,此时磁性聚合离子液体酯化率达到97.60%。在2种不同的酯化反应体系中，磁性聚合离子液体在重复使用多次后依旧保持较高的酯化率。同时对磁性聚合离子液体的2种酯化反应的催化动力学进行了研究，得出活化能Ea₁=26.27 kJ/mol、Ea₂=20.38 kJ/mol。     

球形核壳结构磁性碳基固体酸的制备及应用

依次经水热法合成磁性Fe3O4、葡萄糖水热碳化和对甲苯磺酸焙烧磺化,制得球形核壳结构磁性碳基固体酸催化剂Fe3O4@C-SO3H,采用FTIR、XRD、VSM和TEM对其进行表征并测定酸密度。该催化剂用于催化油酸和甲醇的酯化反应,可实现与反应体系的快速分离。Fe3O4@C-SO3H用量为油酸质量的1.59%,醇酸摩尔比6∶1,反应7 h,油酸的酯化率可达80.8%。     

碳基固体酸催化剂的制备及催化合成油酸甲酯

以蔗糖和对甲基苯磺酸混合物为原料,采用水热法一步合成了碳基固体酸催化剂,用于催化油酸和甲醇酯化合成油酸甲酯。考察了催化剂用量、原料配比、反应时间及催化剂重复使用性等对酯化率的影响。结果表明,适宜反应条件为:催化剂用量为油酸质量的3.54%,醇酸摩尔比6∶1,反应时间7 h,酯化率可达94.96%。该催化剂尚具有一定的重复使用性。     

磷钨酸催化合成油酸乙酯实验条件的研究

以磷钨酸作催化剂,油酸和无水乙醇为原料制备油酸乙酯。考察了油酸与乙醇物质的量比、催化剂用量、反应时间对酯化率的影响。结果表明：磷钨酸对合成油酸乙酯具有良好的催化活性,合成的优化条件为：酸醇物质的量比为1：6,催化剂用量为0.4g,回流反应2 h,酯化率可达到96.3%。     

HPMo@UiO-66-SO3H用于中碳链结构磷脂的高效合成

以四氯化锆、磷钼酸水合物、1,2,4,5-苯四甲酸和(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷为原料,通过原位合成法及接枝共聚法制得了负载磷钼酸的磺酸基功能化UiO-66(HPMo@UiO-66-SO₃H)。采用XRD、FTIR、SEM、EDS、XPS、N2吸附-脱附和TG-DTG对其进行了表征,将HPMo@UiO-66-SO₃H用于大豆卵磷脂与中碳链脂肪酸(辛酸和癸酸)酯交换合成富含辛酸和癸酸的中碳链结构磷脂,通过正交实验优化了反应条件,考察了HPMo@UiO-66-SO₃H的循环利用性。结果表明,HPMo@UiO-66-SO₃H具有介孔结构,并含有大量HPMo和磺酸基活性组分,且组分间的协同作用促进了中碳链结构磷脂的生成;当HPMo@UiO-66-SO₃H含量为大豆卵磷脂、辛酸和癸酸总质量的5%,m(大豆卵磷脂)∶m(辛酸)∶m(癸酸)=1∶10∶10,50℃下反应4 h时,中碳链脂肪酸接入率高达94.31%(辛酸和癸酸接入率分别为44.21%和50.10%);HPMo@UiO-66-S...     

球形核壳结构磁性碳基固体酸的制备及应用

依次经水热法合成磁性Fe3O4、葡萄糖水热碳化和对甲苯磺酸焙烧磺化,制得球形核壳结构磁性碳基固体酸催化剂Fe3O4@C-SO3H,采用FTIR、XRD、VSM和TEM对其进行表征并测定酸密度。该催化剂用于催化油酸和甲醇的酯化反应,可实现与反应体系的快速分离。Fe3O4@C-SO3H用量为油酸质量的1.59%,醇酸摩尔比6∶1,反应7 h,油酸的酯化率可达80.8%。     

松木粉制备高比表面积炭基固体酸催化剂

以一种廉价的农林废弃物——松木粉为原料,首先经过炭化和活化处理,制备活性炭,再通过苯磺酸重氮盐还原法处理活性炭引入磺酸基团(—SO₃H),从而制备出具有高比表面积的炭基固体酸催化剂(AC-SO₃H)。其比表面积达到 1364 m²/g,磺酸基密度为 1.36 mmol/g。以乙酸的酯化反应考察了炭基固体酸催化剂的催化活性,并与Amberlyst-15、Nafion NR50以及Nafion SAC-13等几种固体酸催化剂进行了比较。实验结果表明,炭基固体酸催化剂的催化活性仅略低于Amberlyst-15,高于Nafion NR50和Nafion SAC-13,炭基固体酸催化剂的成本也远远低于Nafion NR50和Nafion SAC-13。研究结果表明,以松木粉为原料,通过炭化、活化和磺化处理能够得到性能优异且成本低廉的炭基固体酸催化剂。     

含磺酸基介孔分子筛SBA-15-SO3H催化合成油酸乙酯

采用水热法直接合成含磺酸基的介孔分子筛SBA-15-SO₃H。以油酸和乙醇为原料催化合成油酸乙酯，进行了不同催化剂的对比实验以及催化剂组成、反应温度、酸醇物质的量比和催化剂用量等反应条件的考察。得到最佳反应条件：温度130 ℃，n(酸)∶n(醇)=1∶2.5，反应时间4 h，催化剂质量分数为10%。     

SBA-15负载活性组分催化合成油酸乙酯

通过嫁接的方法合成Al-SBA-15介孔分子筛,以油酸和乙醇为原料,在间歇釜中进行酯化反应实验研究。考察反应温度、原料配比、催化剂用量、反应时间和催化剂硅铝原子比等因素对酯化反应的影响,结果表明,反应温度180 ℃、催化剂用量为原料质量的1.25%、n(油酸)∶n(乙醇)＝1.0∶2.5、反应时间5 h和催化剂硅铝原子比为10时,油酸转化率为83.53%。     

一种新型微孔磺酸化固体酸的合成与其催化性能

通过对一种新型的微孔芳香骨架的有机聚合物进行磺酸化制备了微孔固体酸催化剂。利用傅里叶变换红外光（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、表面酸量测定、元素分析和比表面积测试等手段对催化剂进行了表征,并以油酸与甲醇的酯化反应评价了催化剂的催化活性。结果表明：该催化剂具有较大的比表面积和孔容,表面酸量为2.9mmol/g,其对酯化反应的催化活性要高于工业离子交换树脂（Amberlyst-15）,在75℃反应6 h后,油酸转化率可达93%,并可再生使用。     

SO2-4/Fe2O3固体酸的制备及其催化合成生物柴油的研究

探讨了SO2-4/Fe2O3固体酸催化剂的最佳制备条件,将其用于催化合成生物柴油,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间及醇酸摩尔比对酯化反应的影响.结果表明,当浸渍硫酸浓度为0.5 mol·L-1、焙烧温度为600℃、焙烧时间为3 h时催化剂活性最强;利用自制的固体酸催化剂催化合成生物柴油,在催化剂用量为3%(以油酸质量计)、反应温度为70℃、反应时间为2 h、甲醇与油酸摩尔比为2:1的最佳反应条件下,酯化率为63.2%.     

SO42-/Fe2O3固体酸的制备及其催化合成生物柴油的研究

探讨了SO42-/Fe2O3固体酸催化剂的最佳制备条件,将其用于催化合成生物柴油,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间及醇酸摩尔比对酯化反应的影响。结果表明,当浸渍硫酸浓度为0.5mol·L-1、焙烧温度为600℃、焙烧时间为3h时催化剂活性最强;利用自制的固体酸催化剂催化合成生物柴油,在催化剂用量为3%（以油酸质量计）、反应温度为70℃、反应时间为2h、甲醇与油酸摩尔比为2∶1的最佳反应条件下,酯化率为63.2%。     

SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3催化合成新戊二醇椰子油酸酯

以SO42-/TiO2-Al2O3固体超强酸为催化剂,进行新戊二醇和椰子油酸的酯化反应,合成了新戊二醇椰子油酸酯,考察了酸醇摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间等条件对酯化反应的影响。结果表明,较优的合成条件为:n(椰子油酸)∶n(新戊二醇)=1.95∶1,催化剂用量为总反应物质量的0.040%,200℃下回流反应7 h。在此条件下,SO42-/TiO2-Al2O3固体超强酸有较高的催化活性,酯化率达97.0%,且催化剂重复使用5次仍保持较高活性。     

磁性固体超强酸ZrO2/SO2－4催化合成丁二酸二丁酯

以丁二酸和正丁醇为原料,磁性固体超强酸ZrO₂/SO₂^－4为催化剂合成了丁二酸二丁酯。考察了影响酯化率的各种因素,确定最佳反应条件是:丁二酸为0.05 mol,正丁醇与丁二酸的摩尔比为 2.4,催化剂0.5 g,甲苯5 ml作带水剂,反应时间2 h,酯化率91%以上。结果表明,磁性固体超强酸ZrO₂/SO₂^－4是合成丁二酸二丁酯的优良催化剂,同时利用催化剂的磁性可将催化剂迅速分离。     

SO4^2-/TiO2-Al2O3催化合成新戊二醇椰子油酸酯

以SO4^2-/TiO2-Al2O3固体超强酸为催化剂,进行新戊二醇和椰子油酸的酯化反应,合成了新戊二醇椰子油酸酯,考察了酸醇摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间等条件对酯化反应的影响。结果表明,较优的合成条件为：n（椰子油酸）∶n（新戊二醇）=1.95∶1,催化剂用量为总反应物质量的0.040%,200℃下回流反应7 h。在此条件下,SO4^2-/TiO2-Al2O3固体超强酸有较高的催化活性,酯化率达97.0%,且催化剂重复使用5次仍保持较高活性。     

餐饮废油一步制备炭基固体酸及用于催化油酸合成生物柴油的研究

以餐饮废油为碳源,浓硫酸为磺化剂,在管式电阻炉中一步炭化和磺化制备得到一种新的炭基固体酸催化剂,并对制备的固体酸催化剂进行理化性能表征。将制备的固体酸催化剂用于催化油酸与甲醇酯化反应合成生物柴油。考查了废油炭化温度对固体催化剂活性的影响。结果表明,在餐饮废油/浓硫酸质量比为0.25、温度为220℃、N_2流量为80 cm~3/min、时间30 min时,制备的固体酸催化剂活性最高。此外,考查了酯化反应条件对油酸转化率的影响,结果表明,当反应时间为10 h、反应温度为80℃、甲醇油酸摩尔比为10∶1、催化剂质量为油酸质量的10.0%时,油酸最大转化率为95.8%。当催化剂循环利用第3次时,油酸转化率仍达到69.1%。     

一种微孔磺酸化固体酸的合成及其催化性能

通过对一种微孔有机芳香聚合物进行磺酸化制备了微孔固体酸催化剂。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、表面酸量测定、元素分析和比表面积测试对催化剂进行了表征,并以油酸与甲醇的酯化反应评价了催化剂的催化活性。结果表明,该催化剂具有较大的比表面积(540 m2/g)和孔容(0.40 cm3/g),表面酸量为2.9 mmol/g,其对酯化反应的催化活性要高于工业离子交换树脂(Amberlyst-15),在75℃反应6 h后,油酸转化率高达93%,并可再生使用。     

松木粉制备高比表面积炭基固体酸催化剂

以一种廉价的农林废弃物——松木粉为原料,首先经过炭化和活化处理,制备活性炭,再通过苯磺酸重氮盐还原法处理活性炭引入磺酸基团（—SO3H）,从而制备出具有高比表面积的炭基固体酸催化剂（AC-SO3H）。其比表面积达到1364 m2/g,磺酸基密度为1.36 mmol/g。以乙酸的酯化反应考察了炭基固体酸催化剂的催化活性,并与Amberlyst-15、Nafion NR50以及Nafion SAC-13等几种固体酸催化剂进行了比较。实验结果表明,炭基固体酸催化剂的催化活性仅略低于Amberlyst-15,高于Nafion NR50和Nafion SAC-13,炭基固体酸催化剂的成本也远远低于Nafion NR50和NafionSAC-13。研究结果表明,以松木粉为原料,通过炭化、活化和磺化处理能够得到性能优异且成本低廉的炭基固体酸催化剂。     

磁性纳米固体超强酸催化合成没食子酸正丁酯

以磁性纳米固体超强酸SO42-/TiO2为催化剂,以没食子酸酯和正丁醇为原料,直接酯化合成没食子酸正丁酯,同时对醇酸物质的量比、催化剂用量、反应温度和反应时间进行了正交试验,得出最佳工艺条件为:醇酸物质的量比为15∶1、催化剂用量为1.8 g、反应温度为110℃、反应时间为3 h,酯化率可达83.1%。     

SO_4~(2-)/SnO_2-TiO_2-Al_2O_3固体酸催化合成壬二酸二辛酯

以壬二酸与2-乙基己醇为原料,采用SO42-/SnO2-TiO2-Al2O3固体酸催化剂合成壬二酸二辛酯,考察了催化剂种类、催化剂用量、原料的摩尔比、反应时间、反应温度对酯化率的影响。结果表明,该固体酸具有良好的催化活性,催化剂量为壬二酸质量的0.8%,醇酸摩尔比3∶1,反应时间2.5 h,反应温度210℃的条件下,酯化率可达98.6%。催化剂不经处理可循环使用。