固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2催化合成1-溴十二烷

以十二醇和氢溴酸为原料、固体超强酸SO42-/ZrO2为催化剂合成了1 溴十二烷。采用正交实验研究了固体超强酸催化剂的制备条件及反应条件对合成1 溴十二烷的影响。结果表明,固体超强酸SO42-/ZrO2的最佳制备条件:硫酸浓度0.5mol/L,浸渍时间0.5h,焙烧温度650℃,焙烧时间2h;合成1 溴十二烷的工艺条件为:反应温度110℃,反应时间4h,物料配比n(C12H25OH)∶n(HBr)=1.0∶2.0,m(C12H25OH)∶m(cat)=1.000∶0.150,产品收率72.0%。     

水热改性SO_4~(2-)/ZrO_2催化剂的制备及其对酯化反应的催化性能

通过水热改性氢氧化锆制备了SO42-/ZrO2固体酸催化剂。以冰乙酸和正丁醇的酯化反应为探针反应,确定了固体超强酸的最佳制备条件。分别考察了浸渍硫酸浓度、硫酸浸渍时间和焙烧温度等对催化活性的影响。并以水热改性和未经水热改性氢氧化锆制备SO42-/ZrO2固体超强酸做了对比实验,采用XRD、BET对催化剂进行了表征。实验结果表明:水热改性氢氧化锆制备SO42-/ZrO2固体酸催化剂的最佳条件是:浸渍硫酸浓度为0.5mol/L,浸渍时间是120 m in,焙烧温度500℃。乙酸正丁酯较佳的合成工艺条件是:反应温度105~110℃,反应时间2 h,n(正丁醇)∶n(冰乙酸)=2∶1,催化剂用量占反应投料总质量的0.27%,冰乙酸的酯化率达99.1%。催化剂重复使用4次后催化活性降低5%。     

SO4^2-／ZrO2催化合成油酸聚乙二醇单酯

以自制SO42-/ZrO2固体超强酸为催化剂,进行油酸和聚乙二醇的酯化反应,合成了油酸聚乙二醇酯,考察了反应温度、反应时间、催化剂用量等条件对酯化反应的影响。确定了较优的合成条件:n(油酸)∶n(聚乙二醇)=1.0∶1.05,真空度2×104Pa,120℃反应6 h,催化剂用量为油酸质量的0.07%。用紫外光谱、高压液相色谱、红外光谱等手段对反应产物进行了表征,结果表明:SO24-/ZrO2固体超强酸在油酸聚乙二醇酯合成反应中有较高的催化活性和高的反应选择性,产物主要为单酯,产率达90%以上。     

纳米固体超强酸ZrO_2/SO_4~(2-)的制备及其苯催化硝化

采用纳米化学技术制备了新型的纳米固体超强酸催化剂ZrO2/SO24-,并用XRD、TEM进行了表征。结果表明:所研制的ZrO2/SO42-催化剂为晶态纳米粒子,平均粒径为41nm,分散性较好;考察了在不同工艺条件下苯硝化反应的收率影响因素,找出优化反应条件为:催化剂活化温度620℃,反应温度75℃,n(硝酸)∶n(苯)=2∶1,m(苯)∶m(催化剂)=30∶1,反应时间6h,收率达85.0%。     

固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2催化合成乙二醇乙醚醋酸酯

在固体超强酸SO42-/ZrO2催化下,以乙二醇单乙醚和冰醋酸为原料,合成了乙二醇乙醚醋酸酯。考察了催化剂用量、物料配比、反应时间、带水剂等因素对反应的影响。实验结果表明,固体超强酸SO42-/ZrO2对合成乙二醇乙醚醋酸酯有着良好的催化活性,在催化剂用量为反应物料总质量的2%,乙二醇单乙醚9.01 g,n(乙二醇单乙醚)∶n(冰醋酸)=1∶3,回流时间2.5 h,带水剂环己烷用量为17 mL的条件下产品收率达95.8%,且催化剂重复使用5次仍保持较高活性。产品经红外、气质进行定性分析,确定结构为乙二醇乙醚醋酸酯。     

废油脂制备生物柴油新型固体酸催化剂研究

以废弃食用油等高酸值原料油转化为生物柴油的催化工艺,开发了一种新型催化剂.研制的固体超强酸S2O28-/Fe2O3-ZrO2-La2O3,其中n(Fe)∶n(Zr)∶n(La)=1∶0.42∶0.075时,具有较高催化活性.优化工艺条件为催化剂用量为原料油质量的2%,醇油摩尔比为12∶1,反应温度为220℃,反应时间10 h,生物柴油的产率为90.3%.催化剂使用50 h后所得生物柴油产率仍在83%以上.     

稀土固体超强酸Gd3+-SO42-/ZrO2催化合成乙酸异戊酯

以乙酸、异戊醇为原料,固体超强酸Gd3+-SO2-4/ZrO2为催化剂,催化合成乙酸异戊酯。确定了固体超强酸的最佳焙烧温度,进行了固体超强酸Gd3+-SO2-4/ZrO2和SO2-4/ZrO2催化活性对比实验,以及考察了原料酸醇比、反应时间、催化剂用量对酯化率的影响。实验结果表明:反应温度110~115℃,催化剂用量2 g,n(异戊醇)∶n(乙酸)=2.0∶1.0,反应时间2 h,酯化率可达88.4%,催化剂重复使用效果明显,加Gd3+的固体超强酸的催化活性明显增强。     

稀土改性固体超强酸催化剂SO42-/TiO2-La2O3催化合成环己酮乙二醇缩酮

制备了稀土改性固体超强酸催化剂SO42-/TiO2-La2O3,并利用该催化剂催化合成了环己酮乙二醇缩酮,探讨了SO42-/TiO2-La2O3对缩酮反应的催化活性,较系统地研究了酮醇物质的摩尔比,催化剂用量,反应时间诸因素对产品收率的影响。实验表明:SO42-/TiO2-La2O3是合成环己酮乙二醇缩酮的良好催化剂,在n(酮)∶n(醇)=1∶1.5,催化剂用量为反应物料总质量的0.5%,环己烷为带水剂,反应时间1.5h的优化条件下,环己酮乙二醇缩酮的收率可达84.3%。     

SO42-/TiO2-La2O3催化合成丁酮乙二醇缩酮

以稀土改性固体超强酸SO42-/TiO2-La2O3为催化剂,通过丁酮和乙二醇反应合成了丁酮乙二醇缩酮,探讨了SO42-/TiO2-La2O3对缩酮反应的催化活性,较系统地研究了酮醇物质的量比,催化剂用量,反应时间诸因素对产品收率的影响。实验表明:在n(酮)∶n(醇)=1∶2.0,催化剂用量为反应物料总质量的0.50%,环己烷为带水剂,反应时间2.0 h的优化条件下,丁酮乙二醇缩酮的收率可达58.1%。     

固体超强酸催化合成香草醛1,2-丙二醇缩醛

研究了固体超强酸催化合成香草醛1,2-丙二醇缩醛的工艺。制备得到一系列固体超强酸,比较其对合成香草醛1,2-丙二醇缩醛的催化效果,其中SO42-/ZrO2最佳,固体超强酸催化效果均优于磷酸和柠檬酸。采用SO42-/ZrO2催化剂适宜的工艺条件为:香草醛用量为0.05mol,n(香草醛)∶n(1,2-丙二醇)=1∶2.4;带水剂为甲苯(20mL);催化剂用量为香草醛质量的0.25%;反应时间为1.0h。在该条件下,香草醛1,2-丙二醇缩醛收率为95.1%,经减压蒸馏后,总收率90.5%,相对质量分数为99.5%。利用红外、气质联用对产物结构进行了鉴定。将该催化剂焙烧后放置20d使用,收率仍可达91.1%。该工艺具有反应时间短,催化剂活性高、稳定,后处理简单等特点。     

SO_4~(2-)/ZrO_2-La_2O_3催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

以纳米稀土复合固体超强酸SO4^2-／ZrO2-La2O3为催化剂,环己酮与1,2-丙二醇为原料合成环己酮1,2-丙二醇缩酮。探讨了酮醇物质的量比、催化剂用量、带水剂环己烷用量、反应时间等因素对产品收率的影响。实验结果表明纳米稀土复合固体超强酸SO4^2-／ZrO2-La2O3是合成环己酮1,2-丙二醇缩酮的良好催化剂,该合成方法的最佳工艺条件是：以0．20mol环己酮为基准,n（环己酮）：n（1,2-丙二醇）=1：1,8,催化剂用量占反应物总质量的2．0％,带水利用量占反应物总质量的30％,回流分水反应90min,在此条件下环己酮1,2-丙二醇缩酮的收率可达89．45％。     

复合固体超强酸SO42-/ZrO2-TiO2催化合成柠檬酸三丁酯

以复合固体超强酸SO42-/ZrO2-TiO2为催化剂合成了柠檬酸三丁酯（TBC）,考察了催化剂用量、投料比和反应终点温度对反应的影响,用傅立叶变换红外光谱对产品进行了结构表征。结果表明,优化的合成反应条件为：催化剂用量（以总投料量质量计）1.5%～2.0%、投料比n（柠檬酸）∶n（正丁醇）=1∶（4.5～5.0）、反应终点温度140～145℃、反应时间3.5 h,此时酯化率达98.5%以上,产品质量达到或超过国家优级品标准。催化剂可重复使用5次,酯化率仍保持98.5%左右,且无腐蚀、环境污染小、再生容易。     

微波诱导稀土复合固体超强酸SO4^2-／ZrO2-Nd2O3催化合成乙酸苄酯

以新型稀土复合固体超强酸为催化剂，在微波辐射下苯甲醇和乙酸反应合成了乙酸苄酯，探索反应各因素对酯化率的影响。实验结果表明：SO4^2-／ZrO2-Nd2O3具有较高的催化活性。最佳反应条件为：醇酸摩尔比2．0（乙酸用量为0．2mol前提下），催化剂用量为1．8g，带水剂环己烷12mL，微波辐射功率550W，辐射时间25min，酯化率可达96．3％。该催化剂易于回收且可重复使用，具有良好的活性稳定性。     

酸性离子液体［(CH2)4SO3HMIM］［HSO4］催化潲水油制备生物柴油的研究

制备了酸性离子液体[(CH₂)₄SO₃HMIM］［HSO₄］并用于催化潲水油制备生物柴油,研究了反应时间、反应温度、醇油物质的量比和剂油物质的量比等对酯交换反应转化率的影响,确定了较适宜的反应条件。结果表明,在反应时间4 h、反应温度140 ℃、醇油物质的量比12和剂油物质的量比0.08条件下,酯交换反应转化率为92.13%。制备的生物柴油达到了中国柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)标准GB/T20828-2007。     

固体碱催化黄连木籽油制备生物柴油

制备了K2CO3/Mg(A l)O固体碱催化剂,适宜制备条件为:K2CO3负载量30%、在700℃下焙烧4 h。用比表面积测定仪、X射线衍射仪、红外光谱仪对其进行了表征。以黄连木籽油为原料,开展了酯交换法制备生物柴油的研究,考察了主要影响因素:醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间和反应温度对酯交换反应的影响,得到的酯交换反应适宜条件为:以黄连木籽油0.01 mol计,醇油摩尔比12∶1、催化剂用量为黄连木籽油质量的4.0%、反应时间2.5 h、反应温度68℃。在该条件下生物柴油的收率可达99%以上。催化剂经4次循环使用,生物柴油收率仍可保持在96%以上。用FTIR1、HNMR对所制备的产品进行了表征,证明产品中含有饱和脂肪酸甲酯和不饱和脂肪酸甲酯。     

复合固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2-TiO_2催化合成邻苯二甲酸二(2-乙基己酯)

以复合固体超强酸SO42-/ZrO2-TiO2为催化剂合成了邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DOP),考察了催化剂用量、投料比和反应终点温度对反应的影响,用傅立叶变换红外光谱对产品进行了结构表征。结果表明,该工艺优化条件为:催化剂用量为总投料量为0.6%(质量分数),投料比n(苯酐)∶n(2-乙基己醇)为1∶(2.3～2.4),反应终点温度205～215℃,反应时间2.3h,酯化率达99.5%以上,产品质量达到或超过国家优级品标准,催化剂可重复使用5次,酯化率仍在99%以上,无腐蚀,环境污染小,催化剂再生容易。     

固体超强酸SO42-/ZrO2/SBA-15的合成及其催化活性

水热合成了介孔材料SBA-15,并以其为载体负载固体超强酸SO42-/ZrO2,通过XRD和N2吸附/脱附对制备的SO42-/ZrO2/SBA-15催化剂进行了表征。在固定床反应器中,以丙烯和乙酸为原料,研究了该催化剂合成乙酸异丙酯的活性。结果表明实验制备的催化剂具有较好的介孔结构,并在乙酸异丙酯的合成中表现出了良好的活性。     

SO2-4/ZrO2/MCM-41催化合成柠檬酸三丁酯的研究

水热合成了介孔材料MCM-41,并以其为载体负载固体超强酸SO^2-₄/ZrO₂,通过XRD和N2吸附/脱附对制备的SO^2-₄/ZrO₂/MCM-41催化剂进行表征,认为MCM-41负载SO^2-₄/ZrO₂后,仍为长程有序的六方孔道结构。在固定床反应器中,以柠檬酸和正丁醇为原料,研究该催化剂合成柠檬酸三丁酯的活性。对反应条件进行了考察,得出最佳反应条件：温度140 ℃,空速1.0 h^-1,醇酸物质的量比为4.5。在此条件下,柠檬酸的酯化率最高可达94.5％。48 h的寿命实验结果表明,该催化剂具有较好的稳定性。     

固体超强酸SO_4~(2-)/SnO_2-SiO_2催化制备生物柴油的研究

以固体超强酸SO_4~(2-)/SnO_2-SiO_2为催化剂催化大豆油和甲醇的酯交换反应制备生物柴油,考察了催化剂的制备条件和反应的最佳条件.结果表明,当催化剂的Sn/Si摩尔比达1/3以上.浸渍硫酸溶液的浓度为1.0～1.5 mol/L,450℃焙烧5 h,该催化剂对酯交换反应有很高的催化活性.在醇油摩尔比为13:1、每摩尔油使用1.0 g催化剂、120℃反应3 h,脂肪酸甲酯的收率达90%以上.催化剂具有L酸中心和B酸中心,具有超强酸性.反应体系的水抑制催化剂的活性,但催化剂的活性不受体系中游离脂肪酸的影响,这意味着催化剂能高效催化那些未精炼原油和那些不可食用的油料,使酯化和酯交换一步完成.