新固体强碱和固体超强碱催化材料

固体超强碱能够在温和的条件下高活性，高选择性催化反应，不仅能节约能源而且能减少环境污染，作者综述了９０年代以来固体超强碱催化在精细化工，石油化工等领域中的应用，以及固体超强碱尤其是强超碱性分子筛催化材料的研究的最新发现。     

新型固体超强碱催化剂的制备及其结构表征

介绍一种新型固体超强碱催化剂研究成果。该催化剂由Na-KOH/γ-Al2O3组成,其最高碱强度H-可达43以上,碱强度H-≥35的总碱量高达9.00mmol/(g催化剂)。在乙稀基降冰片烯(VNB)异构化为乙叉基降冰片烯(ENB)的反应中,转化率和选择性均接近100%,呈现极高的催化活性。同时,采用X射线衍射、红外光谱、光电子能谱对产物结构进行表征。     

复合型SO2-4/MxOy型固体超强酸催化剂研究进展

综述了复合型SO2-4 /MxOy型固体超强酸催化剂的结构特征及催化机理、在有机反应中的应用(包括异构化反应、酯化反应、脱水反应、烷基化反应、缩合反应和水合反应)、主要表征技术以及酸强度测试方法,并对今后复合型SO2-/MxOy型固体超强酸催化剂的研究和发展前景进行了展望.     

S2O82-/ZrO2-TiO2固体超强酸催化剂的制备及其酯化性能

利用共沉淀和低温陈化法制备S2O82-/ZrO2-TiO2固体超强酸作为合成硬脂酸正丁酯的催化剂.通过XRD、FT-IR和SEM对催化剂进行表征,考察n(Zr)∶n(Ti)、焙烧温度、浸渍液浓度和浸渍时间对催化剂催化活性的影响,以酯化合成硬脂酸正丁酯实验为探针,同时考察反应温度和n(硬脂酸)∶n(正丁醇)对酯化率的影响.结果表明,在n(Zr)∶n(Ti) =2∶2、浸渍液(NH4)2S2O8浓度0.5 mol·L-1、浸渍时间6h、焙烧温度500℃、n(硬脂酸)∶n(正丁醇)＝1∶3、催化剂用量0.2 g、反应温度120℃和反应时间3h条件下,酯化率可达98.69％.     

SO2-4/MxOy型固体超强酸研究进展

SO2-4/MxOy,固体超强酸具有不腐蚀设备、污染小、耐高温、对水稳定性好和可重复使用等优点.综述了SO2-4/MxOy型固体超强酸的催化机理、失活原因、改性及表征方法,并对今后SO2-4/MxOy型固体超强酸的研究方向进行了展望.     

KF/γ-Al2O3型固体超强碱催化合成肉桂酸的研究

苯甲醛与乙酐的Perkin反应合成肉桂酸，首次采用KF/γ-Al2O3固体超强碱催化剂，降低了反应温度，明显缩短了反应时间，最佳反应条件为n(苯甲醛)：n(乙酐)=1．0：3．0，反应时间1．5h，反应温度160℃，催化剂用量为苯甲醛质量的0．5％，所得的肉桂酸的产率可达81％以上。该催化剂具有较高的催化活性，易于回收，可重复使用5次以上。     

S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸催化剂的研制

通过沉淀-浸渍法制备一系列S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸催化剂,用乙酸和异丁醇的酯化反应研究了制备条件对催化剂活性的影响.实验结果表明,当n(Zr):n(Si)=1:3时,催化剂对乙酸和异丁醇的酯化反应具有很高的催化活性.同时用XRD、SEM、IR和化学分析等手段分析了S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸催化剂的晶化过程、比表面积、含硫量.     

新型钒系固体超强酸S_2O_8~（2-）/V_2O_5催化剂的制备研究

以NH4VO3为原料,（NH4）2S2O8为浸渍液,添加一定量Fe2O3,用沉淀-浸渍法制备出新型S2O82-/V2O5-Fe2O3固体超强酸催化剂。以合成乙酸苄酯作为探针反应,考察不同制备条件下超强酸的催化活性。研究发现,最优条件为：V2O5与Fe2O3的摩尔比为n（V2O5）∶n（Fe2O3）=1.0∶1.0,浸渍液浓度为1.5 mol/L,焙烧温度350℃,焙烧时间3 h效果最佳,催化剂的活性最好。     

固体超强酸S2O2-8/TiO2的溶胶-凝胶法制备与表征

以钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸和过硫酸铵等为原料,采用溶胶-凝胶法制得前驱体,再经500℃焙烧得到固体超强酸S2O2-8/TiO2催化剂,采用XRD、IR和Hammett指示剂法对其进行表征,结果显示催化剂样品为超强酸,酸强度Ho<-14.52.以乙酸乙酯合成反应为模型反应考察其催化活性和稳定性.结果表明,催化剂有较高的活性,当反应条件为醇酸体积比1.5:1、催化剂0.6 g和反应时间3.0 h时,乙酸转化率可达73.09%(不加分水器).催化剂稳定性较好,活性下降缓慢,可在无需任何再生的条件下重复使用.重复使用5次后,乙酸转化率仍然达55.13%.     

S2O82-/ZrO2-TiO2 固体超强酸催化剂的制备及其酯化性能

利用共沉淀和低温陈化法制备S₂O₈^2-/ZrO₂-TiO₂ 固体超强酸作为合成硬脂酸正丁酯的催化剂。通过XRD、FT-IR和SEM对催化剂进行表征, 考察n(Zr)∶n(Ti)、焙烧温度、浸渍液浓度和浸渍时间对催化剂催化活性的影响,以酯化合成硬脂酸正丁酯实验为探针,同时考察反应温度和n(硬脂酸)∶n(正丁醇)对酯化率的影响。结果表明,在n(Zr)∶n(Ti)=2∶2、浸渍液(NH₄)₂ S₂O₈浓度0.5 mol·L^-1、浸渍时间6 h、焙烧温度500 ℃、n(硬脂酸)∶n(正丁醇)=1∶3、催化剂用量0.2 g、反应温度120 ℃和反应时间3 h条件下,酯化率可达98.69%。     

SO42-/TiO2/Al2O3型固体酸制备及催化合成醋酸丁酯

以共沉淀-浸渍法制备了SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂,醋酸与正丁醇酯化反应作为探针反应,考察SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂的催化性能,采用响应面法对制备催化剂过程中的陈化温度、硫酸浸渍液浓度和焙烧温度因素进行优化,通过XRD和IR对制备的固体酸催化剂进行表征。结果表明,在陈化温度-4 ℃、硫酸浸渍液浓度1.48 moL·L^-1和焙烧温度586 ℃条件下制得的催化剂催化性能最高,醋酸正丁酯酯化率可达98.1%,重复使用性良好。     

W、Mn和Ce改性V-MCM-41/堇青石催化剂的制备及其脱硝性能

以采用水热法合成的介孔分子筛MCM-41为栽体,V为主催化剂,添加W、Mn和Ce等助剂,通过涂覆法在蜂窝堇青石(CC)上涂覆制备催化剂,考察助剂对V-MCM-41催化剂采用尿素选择性催化还原NO性能的影响.结果表明,W和Mn能提高催化剂的低温活性,Ce能促进催化剂的高温活性.制备的催化剂V-W-Mn-Ce-MCM-41...     

Ni2P/Al-MCM-41催化剂的制备及其加氢脱硫性能

以硅酸钠为硅源、硫酸铝为铝源、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作模板剂,采用共沸蒸馏与超声波分散技术相结合的方法制备了介孔分子筛Al-MCM-41。以Al-MCM-41为载体、硝酸镍和磷酸氢二氨为原料,采用超声波振荡、程序升温还原法制备了Ni₂P/Al-MCM-41催化剂,并对Al-MCM-41和Ni₂P/Al-MCM-41进行了傅里叶变换红外光谱、比表面积测定、X射线衍射、扫描电镜表征。考察了Ni₂P/Al-MCM-41催化剂对噻吩加氢脱硫的催化性能。结果表明：采用超声波制得的Al-MCM-41其比表面积、孔容和孔径明显高于常规搅拌制得的Al-MCM-41,共沸蒸馏制得的Al-MCM-41其比表面积、孔容和孔径高于未共沸蒸馏的Al-MCM-41;在反应时间为5 h、548 K、3.5 MPa条件下,Ni₂P/Al-MCM-41催化剂对噻吩加氢脱硫的转化率接近100%。     

固体超强酸S2O2-8/TiO2催化合成癸二酸二正己酯

以癸二酸和正己醇为原料,固体超强酸S²O^2-₈/TiO₂ 为催化剂合成了低温增塑剂癸二酸二正己酯。考察影响反应的各种因素,最佳反应条件为：癸二酸用量0.05 mol,醇酸物质的量比为2.4,催化剂用量0.5 g,带水剂环己烷5 mL,反应时间2.0 h,酯化率达89.7%,表明固体超强酸S²O^2-₈/TiO₂ 是合成癸二酸二正己酯的优良催化剂。     

固体超强碱Na-NaOH/γ-Al_2O_3碱性测定方法的研究

合成了一种新型固体超强碱催化剂Na-NaOH/-γA l2O3,对其碱强度、碱量进行分析。结果表明,该固体超强碱催化剂碱强度高达H-≥43,总碱量(H-≥35)达到5.3 mmol/g,在乙烯基降冰片烯(VNB)异构化为乙叉基降冰片烯(ENB)的反应中,转化率和选择性均接近100%,呈现极高的催化活性。     

SO2-4/TiO2-Al-MCM-41制备及其催化合成戊酸丁酯

选择硅酸四乙酯为硅源,在室温和pH=3.5条件下合成具有较低硅铝比的MCM-41型分子筛。以其为基础载体,采用浸渍和焙烧法制备含钛分子筛型固体超强酸。低温N₂吸附、IR、SEM和XRD分析表明,铝已进入分子筛的骨架中;Hammett指示剂测定表明,酸强度H₀<－14.52。以戊酸丁酯合成为探针反应,考察了催化剂的催化性能。结果表明,反应温度为138 ℃、催化剂用量为反应物总质量的1%、丁醇和戊酸的物质的量比为3∶1条件下,产品转化率达98.5%。     

不同硅铝比Al-MCM-41介孔分子筛的表征及催化合成氯乙酸正辛酯

以十六烷基三甲基溴化铵( CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,乙二胺为碱性介质,当n(TEOS)∶n( NaAl02)∶n(CTAB)∶n(H2NCH2CH2NH2)∶n(H2O)=1∶x∶0.12∶ 3.5∶130,其中x=0.1,0.033,0.02,0.01,0.006 7时,水热法合成了Al - MCM - 41介孔分子筛.通过XRD,N2吸附-脱附,NH3 - TPD和TEM等手段对不同硅铝比(n(Si)/n(Al))的Al - MCM -41介孔分子筛进行了表征.结果表明,当n(Si)/n( Al)由150减小至30时,Al - MCM -41介孔分子筛仍具有典型的六方介孔结构特征,但当n( Si)/n(Al)=10时,样品结构有序性下降.Al - MCM - 41介孔分子筛酸量随着n( Si)/n( Al)减小而增大.将Al - MCM - 41介孔分子筛用于催化合成氯乙酸正辛酯,相同反应条件下,n( Si) /n( Al) =30的Al - MCM - 41介孔分子筛为催化剂时酯化率最高,由此表明,Al - MCM - 41介孔分子筛作为催化剂,反应酯化率不仅取决于样品酸量,也与其晶体结构相关.当Al - MCM - 41介孔分子筛用量为氯乙酸质量的3％,反应温度为120～140℃,n(氯乙酸)∶n(正辛醇)=1∶1.2时,酯化率可达94.34％.     

Na_2CO_3/MCM-41型固体碱催化制备生物柴油

以MCM-41为载体负载Na2CO3制备Na2CO3/MCM-41型酯交换催化剂,用于催化大豆油制备生物柴油。并研究了催化剂用量、反应物的摩尔比、反应温度和反应时间等因素对该反应的影响。结果表明,最佳反应条件是n(甲醇)∶n(大豆油)=16∶1,催化剂用量为大豆油质量的3%,反应温度为60℃,反应时间为3 h条件下,酯交换转化率可达35%以上。     

浸渍法制备SO42-/TiO2-La2O3及其光催化氧化性能

不同硫酸浓度条件下,利用浸渍法处理TiO₂-La₂O₃,制得系列固体超强酸SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃。通过XRD、FT-IR、TG-DTA和UV-Vis表征,揭示SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃的微观结构和内在规律性。以邻硝基苯酚为探针反应,考察SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃光催化性能。结果表明,SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃的光催化活性明显高于TiO₂-La₂O₃,SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃的催化活性取决于H₂SO₄浓度,浸渍液中H₂SO₄的合适浓度为0.5 mol·L^-1,掺杂La₂O₃适宜的物质的量分数为0.5%,最佳焙烧温度为500 ℃。     

K_2O/SBA-15的制备及其催化性能研究

以介孔分子筛SBA-15为载体,负载KNO3后焙烧制得K2O/SBA-15固体碱催化剂,以合成丙烯酸正丁酯的酯交换反应为探针反应,在间歇式反应釜中对K2O/SBA-15催化剂进行催化活性评价。结果表明,当K2O负载量为2%,K2O/SBA-15催化剂对此酯交换反应的催化活性最高。