碳基固体酸催化剂的制备及其催化酯化性能研究

以对甲苯磺酸和葡萄糖为原料,采用一步碳化法制备新型碳基固体酸催化剂,以1,4-丁二醇双琥珀酸聚醚(3)正辛基混合双酯磺酸钠制备过程的双酯化反应Ⅱ为探针,考察了m(对甲苯磺酸)/m(葡萄糖)、碳化温度和碳化时间对催化活性影响,用TEM、BET、XRD、IR、元素分析、热重分析等对催化剂进行了表征。结果表明,在m(对甲苯磺酸)/m(葡糖糖)=1∶2、碳化温度210℃下碳化8 h,得到的碳基固体酸催化剂形成致密的含有多级孔道的聚环碳架结构,磺酸基含量为21.21%。反应酯化率达到95%以上,并且该催化剂具有良好的热稳定性和重复使用性。     

TiO_2促进纤维状碳基固体酸的制备及性能表征

以TiO2负载的脱脂棉纤维为原料,通过碳化和磺化的方法制备了新型碳基固体酸催化剂(Ti/CS).利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N2物理吸附(BET)、化学吸附(NH3-TPD)、元素分析(EA)等方法对催化剂进行了结构表征,并评价了催化剂在乙酸和乙醇酯化反应和淀粉水解反应中的催化活性.结果表明,TiO2以锐钛矿的形式负载于催化剂表面,同时酸性与无TiO2负载的碳基固体酸(CS)相比有所增强.酯化反应中,乙酸的转化率为85%,乙酸乙酯的产率为81%;淀粉水解反应中,120℃微波辐射40min,葡萄糖收率最高可达86%。     

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。     

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%。     

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%。     

升温速率对木质素基固体酸结构及其催化水解纤维素的影响

以木质素为原料改变升温速率制得木质素基固体酸,通过X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱对催化剂结构进行表征,以还原糖得率为考察指标,探究升温速率对木质素基固体酸结构及其催化水解纤维素性能的影响.结果 表明:升温速率对木质素基固体酸的微观结构有较大影响,进而影响其催化性能.随着升温速率的减小,木质素基固体酸芳香碳层片的...     

磺酸功能化介孔材料的合成及催化性能研究

使用1,2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷和正硅酸甲酯两种硅脂分别与3-巯丙基三乙氧基硅烷共缩聚,合成出巯基修饰的含有乙烷桥键的硅基介孔材料(BM-n)以及巯基修饰的纯硅基介孔材料(TM-n),并用浓硝酸将其氧化,顺利的把修饰的巯基官能团氧化成磺酸基团(-SO3H)。使用SEM、TEM、小角度XRD和N2吸附脱附仪、FT-IR、元素分析、固体13 C-NMR等多种手段对其进行了表征。把得到的材料作为固体酸催化剂,催化丙酸与乙醇的酯化反应。结果表明骨架疏水性更强的乙烷桥键介孔硅基磺酸材料表现出更高的催化活性。     

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。     

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%。     

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%。     

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。     

氢型沸石掺杂聚乙烯醇膜的渗透蒸发性质及其在酯化反应中的催化作用研究

通过在PVA膜中掺杂沸石制得兼具催化和分离功能的酯化膜反应器。实验结果表明：在不同的沸石掺杂的乙酸／乙醇酯化体系中,氢型沸石不仅可以较大地提高PVA膜的渗透通量,其分离系统也较高,膜的适宜填充度应小于40％（质量比）,随填充度的增加,膜的催化活性和酯化转化率均有较大提高,酯化反应温度的升高,有利于反应速率及转化率的提高,对于乙酸／乙醇体系,最佳醇／酸＝1．2：1;不同的酯化体系,填充氢型涨均有利于其转化率的提高,但因体系而异。     

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%。     

磺酸型硅基固体酸制备及应用的研究进展

随着绿色化学的发展,将磺酸基团负载到固体表面制备磺酸型固体酸代替传统的硫酸催化剂越来越受到了人们的关注。为此,综述了磺酸型硅基固体酸的制备方法及应用,介绍了浸渍、接枝和共缩合3种制备方法,探讨了固体酸在酯化、醚化、脱水等反应中的催化活性。     

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%.     

共反应剂法合成纤维素高级脂肪酸酯

采用乙酸酐为共反应剂合成了纤维素高级脂肪酸酯。用FT－IR，^1H-NMR对合成产物的结构进行了表征。结果表明，在纤维素分子骨架上同时接枝上了高级脂肪酸酯基以及乙酸酯基，产物为纤维素混合酸酯。产物的酯化度值通过^1H-NMR确定，酯化度可达到1．66。研究了纤维素与系列高级脂肪酸的酯化反应，结果表明，随着高级脂肪酸中碳原子数目的增加，产物的酯化度逐渐减小，而产的有一个先啬 －后减小的趋势。     

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%。     

SO_4~(2-)/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NH3-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8h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H2SO4活化后其催化活性又可恢复。     

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。     

不同碳源制备碳基固体酸及其在水解纤维素中的应用

采用磁性碳纳米管(CNTs)、葡萄糖、炼焦酚渣为碳源,制得碳基固体酸催化剂.通过XRD、FTIR、13C NMR和SEM/TEM对其结构和活性基团进行表征,并且以经过预处理的微晶纤维素为纤维素模型物,以总还原糖得率为考察指标,利用制备的碳基固体酸非均相催化水解纤维素,比较了3种碳源制得的碳基固体酸在水解纤维素中的水解效率.研究结果表明,与传统原料葡萄糖制得的碳基固体酸相比,酚渣基固体酸碳环上除了含有酚羟基、羧基和磺酸基外,还含有其它碳基固体酸不具备的烷基侧链,这一结构优势对碳基固体酸催化剂的催化活性具有促进作用,能够提高碳基固体酸催化剂的水解效率;碳纳米管固体酸尽管具有致密的碳层结构、磺化后磺酸密度低,但高比表面积使其在非均相催化水解纤维素中表现出较高的活性.