新型碳基固体强酸催化剂在高酸值生物柴油中的催化性能

通过膨化淀粉和对-甲基苯磺酸混合物的部分炭化制备了新型碳基固体强酸催化剂,研究了新型碳基固体强酸催化剂在油酸与乙醇的酯化反应中的催化性能,考察了乙醇与油酸摩尔比、催化剂质量浓度和反应时间等因素对收率的影响。结果表明,新型碳基固体强酸在油酸与乙醇的酯化中具有较好的催化活性,在醇酸的摩尔比8:1、w(催化剂)为5.0%和回流反应时间6.0h的条件下,油酸乙酯收率可达83.78%,经过6次使用,催化剂保持良好的催化活性。     

二氧化硅负载磷钨酸催化苯甲醛与甘油缩合反应

采用溶胶—凝胶法制备了不同w(磷钨酸)的H3PW12O40/SiO2(简称PW12/SiO2)固体酸催化剂,用XRD和N2-吸附对PW12/SiO2固体酸催化剂进行了表征,考察了催化剂的焙烧温度、w(磷钨酸)、m(催化剂)、反应时间的影响。结果表明,焙烧温度550℃,w(PW12)10%,m(催化剂)0.5 g,n(苯甲醛)∶n(甘油)=1∶1.1、V(甲苯)15 mL,反应时间2.0 h,苯甲醛的转化率达99.2%。PW12/SiO2固体酸催化剂所具有的独特Keggin阴离子结构和表面酸中心、高表面积和准液相在苯甲醛和甘油的缩合中具有重要的作用。     

二氧化硅负载磷钨酸催化甘油与丙酮的缩合反应

利用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅负载的磷钨酸(TPA/SiO2)固体酸催化剂,用XRD和N2-吸附脱附对TPA/SiO2固体酸催化剂进行了表征,研究了催化剂在甘油与丙酮缩合反应中的催化性能,考察了催化剂的焙烧温度、磷钨酸质量分数、反应时间和催化剂质量等对反应性能的影响.结果表明:TPA/SiO2固体酸是平均颗粒为20.9...     

CuSO4／SiO2固体酸催化合成环己酮乙二醇缩酮

通过溶胶-胶凝法和浸溃法制备了CuSO4／SiO2固体酸催化剂,用XRD、N2-吸附和NH3-TPD进行了表征,研究了CuSO4／SiO2固体酸催化合成环己酮乙二醇缩酮的催化性能,考察了催化剂的焙烧温度、CuSO4负载量、催化剂用量、酮醇摩尔比等因素的影响。结果表明,CuSO4／SiO2固体酸催化剂在环己酮和乙二醇的缩合反应中具有良好的催化活性和稳定性。催化剂刺备和缩舍反应的最佳条件为：焙烧温度为,500℃、CuSO4的负载量为20％、酮醇摩尔比为1：1．2、催化剂的用量1．1g,在此条件下,环己酮乙二醇缩酮的收率可达99．1％。     

二氧化硅负载硫酸铁催化剂上的酯化反应及其动力学研究

通过溶胶-凝胶法和浸渍法制备了二氧化硅负载的硫酸铁[Fe(2SO4)3/SiO2]催化剂,研究了[Fe(2SO4)3/SiO2]的焙烧温度、硫酸铁的负载量、催化剂用量及反应温度对油酸乙酯合成的影响。用积分法研究了等量反应物在常压下的反应动力学。结果表明,二氧化硅负载的硫酸铁催化剂在油酸和乙醇无溶剂条件下的酯化反应中具有良好的催化性能。酯化反应符合假设的朗格缪尔-欣谢尔伍德(L-H)机理,且服从准二级反应动力学方程,表观活化能为50.40kJ/mol,指前因子为1.22×10(7mol/L)-1·h-1。     

鸭蛋壳制备的CaO固体碱催化大豆油制备生物柴油

将700~1000℃焙烧鸭蛋壳4h制备的氧化钙(CaO)固体碱催化剂用于大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油,用XRD和N2-吸附对其进行了表征,研究了焙烧温度对催化剂结构及催化性能的影响,考察了反应温度、甲醇与大豆油摩尔比、催化剂用量和反应时间对生物柴油收率的影响。结果表明:以900℃焙烧鸭蛋壳制备的CaO固体碱为催化剂,在反应温度90℃、甲醇与大豆油摩尔比9∶1、催化剂用量3.0%(占大豆油质量)、正庚烷用量30.0%(占大豆油质量)和反应时间4h的条件下,生物柴油的收率可达99.1%。催化剂重复使用12次后,生物柴油的收率仍大于97%。说明CaO固体碱催化剂在大豆油与甲醇酯交换反应中具有良好的催化活性和重复使用性。     

Nb2O5负载磷钨酸催化酯化反应研究

采用浸渍法制备TPA/Nb2O5催化剂,用于油酸与甲醇的酯化反应,考察了催化剂焙烧温度、甲醇与油酸物质的量比、反应时间、催化剂用量和TPA负载量等因素对油酸转化率的影响。结果显示,低负载量时(ω=5,10,15),TPA杂多阴离子高度均匀地分散在Nb2O5表面,随着负载量的增加,TPA在Nb2O5表面出现聚结。25-TPA/Nb2O5(300)催化剂在油酸与甲醇的酯化反应中具有良好的催化活性,在n(甲醇)/n(油酸)=12,m(催化剂)/m(油酸)=7%,反应时间在6 h的条件下,油酸的转化率高达92.24%。在303～333 K范围内,油酸的转化率随着温度的升高逐渐增大,油酸与甲醇在TPA/Nb2O5催化剂上的酯化反应符合准二级动力学方程,表观活化能为57.62 kJ/mol,指前因子为1.096×109(mol/L)-1.h-1。     

KOH/ZrO2催化大豆油酯交换制备生物柴油

采用浸渍法制备了二氧化锆负载氢氧化钾固体碱催化剂KOH/ZrO2,在空气中焙烧4 h后,用于大豆油与甲醇的酯交换反应,考察了KOH/ZrO2固体碱催化剂的焙烧温度、醇油摩尔比、催化剂质量分数和反应时间等因素对产品收率的影响。结果表明,催化剂焙烧温度为500℃,KOH负载量为20%,醇油摩尔比为6∶1,催化剂用量为5%,反应时间为3 h时,大豆油酯交换反应转换率为97.73%。     

氧化铝-硫酸固体酸催化剂催化油酸与甲醇酯化反应及其动力学研究

以氯仿为溶剂,通过氧化铝和氯磺酸反应制备了氧化铝-硫酸(ASA)固体酸催化剂,以油酸转化率为指标,考察了ASA催化剂在油酸与甲醇酯化反应中反应时间、醇酸摩尔比、催化剂用量及氯磺酸负载量对酯化反应的影响。得到的最佳酯化反应条件为:氯磺酸负载量4.1 mmol/g,反应时间6 h,反应温度68℃,醇酸摩尔比8∶1,催化剂用量为油酸质量的5%。在最佳酯化反应条件下,油酸转化率达到93.1%,ASA催化剂重复使用5次,油酸转化率仍在80%以上。在303~333K范围内,油酸和甲醇的酯化反应符合准二级动力学方程,表观活化能为54.34 kJ/mol,指前因子为2.91×109L/(mol·h)。     

环己酮和甘油在碳基固体酸催化剂上的缩合反应

通过膨化淀粉和对甲基苯磺酸混合物的部分炭化制备碳基固体酸催化剂,用XRD、红外光谱、元素分析和热分析进行了表征,研究了碳基固体酸催化剂在环己酮甘油缩酮合成中的催化性能,考察环己酮与甘油摩尔比、催化剂用量和反应时间等因素的影响。XRD分析和酸碱电位滴定结果表明,膨化淀粉和对甲基苯磺酸混合物部分炭化生成含有高密度-SO3H基团的芳香碳薄层组成的无定形炭。在n（环己酮）∶n（甘油）为1∶1.2、催化剂的质量分数为10%、环己烷15mL和回流反应时间为120min的条件下,环己酮甘油缩酮的收率可达到99.2%。催化剂重复使用6次后,活性下降很小。