SO4^2-／ZrO2固体超强酸的制备及其催化合成ETBE的研究

采用沉淀一浸渍法制备了负载型SO4^2-／ZrO2固体超强酸催化剂，运用IR、XRD等方法表征所制备催化剂的物化性质。结果表明，所制备的催化剂具有固体超强酸催化剂的特征，酸性与焙烧温度有关，适当提高焙烧温度有利于样品酸强度的提高，但焙烧温度过高会导致脱硫；浸渍液H2SO4浓度高有利于提高催化剂的硫含量，但是浓度过高，会在催化剂上形成硫酸盐，从而降低催化剂的比表面积和酸性。采用制备的催化剂气相催化乙醇与叔丁醇合成乙基叔丁基醚反应，乙基叔丁基醚的选择性为54．71％。     

SO2-4/ZrO2类固体超强酸的研究进展

在硫酸促进氧化物型固体超强酸催化剂中,SO2-4/ZrO2催化剂具有酸强度高、制备容易等优点而受到广泛关注.近二十年来,有关这类超强酸催化剂的研究一直是催化学科的热点研究课题.大量的研究工作集中在催化剂的制备方法、酸性及结构表征、催化剂的改性研究及催化作用等方面.本文主要介绍近年来国内外在SO2-4/ZrO2类固体超强酸在上述方面的研究进展.     

SO42-/TiO2固体超强酸制备及其气相催化乙醇与叔丁醇制备ETBE性能

选取TiO2为载体,采用沉淀一浸渍法制备了负载型SO4^2-／TiO2固体超强酸催化剂。并运用IR、XRD、比表面积、全硫测定、酸性测定等表征了催化剂。测试结果表明,所制备的催化剂具有固体酸的特征,酸性与焙烧温度有关,适当提高焙烧温度有利于样品酸强度的提高,但焙烧温度过高会导致脱硫;浸渍液H2SO4浓度高有利于提高催化剂的硫含量,但是浓度过高,会在催化剂表面形成硫酸盐．从而降低催化剂的比表面积,酸性降低。气相催化乙醇与叔丁醇制备ETBE的催化活性表明,ETBE的选择性为43．60％。     

SO4^2-／ZrO2型固体超强酸的制备与表征

用沉淀一浸渍法制备了SO4^2-／ZrO2型固体超强酸，并运用红外、热重分析、x粉末衍射、SEM等方法对制备的催化剂进行综合分析和表征，探讨了焙烧温度及浸渍液浓度对固体超强酸结构及酸性的影响，结果表明，用1．0mol／L的硫酸溶液浸泡，在550℃下焙烧3h后制得的催化剂活性最好。     

固体酸TiO2/SO2-4和TiO2ZrO2/SO2-4的制备及其在烷基糖苷合成中的应用

首次将固体酸TiO2/SO2-4和TiO2-ZrO2/SO2-4用于催化合成烷基糖苷,讨论了各种因素对合成正丁苷的催化活性的影响,确立了其最佳催化效果时的制备条件:H2SO4浸泡浓度为0.1 mol/L,焙烧温度为350～500 ℃,混合催化剂的最佳Zr/Ti原子比为0.66～1.16。     

S2 O2 -8/ZrO2-WO3复合固体超强酸的制备和表征及其催化合成环己烯的性能

通过沉淀浸渍法制备了S2O2 -8/ZrO2-WO3复合固体超强酸催化剂,采用Hammett指示剂法、FTIR、XRD和BET等手段对其进行了表征;以环己醇液相脱水制备环己烯为探针反应,通过正交实验优化了S2O2 -8/ZrO2-WO3催化剂的制备条件和反应条件.实验结果表明,在w(H2WO4)=10.0%(基于Zr(OH)4粉末)、(NH4)2S2O8溶液浓度为0.75 mol/L、浸渍时间为18 h、焙烧温度为550 ℃的条件下制备的S2O2 -8/ZrO2-WO3催化剂表现出良好的催化性能;采用该催化剂制备环己烯的优化反应条件为:催化剂用量为环己醇质量的2.77%、反应温度为180～185 ℃、反应时间为60 min,在此条件下环己烯平均收率可达96.57%.该工艺具有绿色、安全、操作简单和收率高等优点.     

SO2-4 /ZrO2催化烷烃异构化反应的研究进展

概述了SO2 -4/ZrO2固体超强酸催化剂的制备方法,详细介绍了浸渍液浓度、沉淀剂、焙烧温度、金属前体、形成沉淀时的pH和陈化温度等制备条件对SO2 -4/ZrO2催化剂活性的影响,综述了SO2 -4/ZrO2催化剂的改性方法及SO2 -4/ZrO2催化剂催化烷烃异构化反应的研究进展,并在此基础上对SO2 -4/ZrO2催化剂今后的研究发展方向进行了展望.     

SO2-4/ZrO2-TiO2-La固体酸催化合成乙酸正丁酯

采用低温陈化法制得SO2-4/ZrO2-TiO2-La复合固体超强酸,应用于乙酸正丁酯的合成中,在反应时间2 h,醇酸摩尔比1/2.5,催化剂用量为反应物质量的1.7%时,酯的产率高达97.6%.实验发现该催化剂使用后无需任何处理,可重复使用多次,是一种贮存稳定性高、选择性好的环境友好催化剂.     

SO2-4/ZrO2-SiO2的制备及其催化合成丁酸丁酯

采用分别沉淀/混合沉淀法、改性共沉淀法和以硅溶胶为硅源的共沉淀法制备了SO2-4/ZrO2-SiO2固体超强酸催化剂;考察了沉淀剂及沉淀终点的pH等制备条件对分别沉淀/混合沉淀法制备的SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂催化合成丁酸丁酯活性的影响;探索了ZrO2-SiO2的制备方法、反应时间对SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂活性的影响.实验结果表明,以硝酸铵为沉淀剂,当沉淀终点的pH为7～8时,采用分别沉淀/混合沉淀法制备的SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂的活性较高(酯化率88.7%),但分别沉淀/混合沉淀法制备的ZrO2-SiO2组成不均匀;以硅溶胶为硅源采用共沉淀法制备的SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂催化合成丁酸丁酯,在正丁醇0.48 mol、正丁酸0.40 mol、反应时间3 h、不添加任何带水剂的条件下,酯化率高达96.4%,该方法制备的催化剂稳定性和再生性能好,制备成本低.     

SO2-4改性锆交联粘土固体酸合成条件的研究

用聚羟基锆离子交换Na基膨润土中的水合钠离子,再引入SO4^2-作促进剂进行改性,制备了SO4^2-改性锆交联粘土固体酸催化剂SO4^2-/Zr-CLC,以柠檬酸和正丁醇酯化反应为探针,考察了催化剂的制备条件对其催化活性的影响。实验结果表明,当Zr^4 /clay中的Zr^4 含量为3mmol/g,Zr^4 溶液初浓度为0．5mol/L,SO4^2-/clay的SO4^2-质量分数为30％,500℃焙烧2h时所制得的催化剂具有较好的催化活性,能使柠檬酸的转化率达96．60％。     

固体超强酸SO2-4/Fe2O3-TiO2催化合成癸二酸二乙酯的研究

研究了用固体超强酸SO4^2-/Fe2O3-TiO2为催化剂，由癸二酸和乙醇反应合成癸二酸二乙酯的最佳工艺条件。结果表明，当n(醇）：n(酸）＝4．0：1，催化剂用量为酸质量的5％，反应时间为3．5h，酯的产率可达96％。该工艺产率高，反应时间短，无腐蚀无污染，催化剂可回收、活化、重复使用10次。     

SiO2负载Ti(SO4)2-Zr(SO4)2复合固体酸催化剂的制备及催化性能

以Ti(SO4)2和Zr(SO4)2为活性组分,以SiO2为载体,通过浸渍法制备复合固体酸催化剂Ti(SO4)2-Zr(SO4)2/SiO2。采用TG、酸量分析、FT-IR、XRD等方法对催化剂进行表征,考察焙烧温度、活性组分负载量对催化剂性能的影响。结果表明,催化剂制备的适宜条件为：焙烧温度300 ℃、焙烧时间3 h、活性组分负载量50%。将制备的催化剂用于油酸甲酯的合成反应,在催化剂用量20 g/mol、醇酸摩尔比4、反应时间5 h、反应温度85 ℃的条件下,酯化率达到95.6%。催化剂的重复使用性能考察结果表明,在不经处理的条件下连续使用5次后,酯化率下降到80%以下。对失活催化剂的红外光谱分析结果表明,积炭是催化剂失活的主要原因,可通过焙烧、补充活性组分恢复其催化性能。     

固体超强酸SO42-/SnO2-Nb2O5的制备及其表征

采用共沸除氯工艺制备SO₄^2-/SnO₂-Nb₂O₅固体超强酸,该方法引入共沸蒸馏,以正丁醇和无水乙醇为溶剂,锡盐醇溶液滴加氨水前除去其中结晶水再除氯离子,免去抽滤除氯步骤,缩短了催化剂制备时间。将制备的SO₄^2-/SnO₂-Nb₂O₅用于催化α-蒎烯的异构化反应,考察催化剂制备条件对催化剂活性的影响,采用FT-IR,XRD,TG-DTA等对催化剂的物化性质进行表征,并与沉淀法、sol-gel法制备的催化剂进行对比。结果表明：催化剂最佳制备条件为Nb₂O₅加入量为SnO₂质量的25%、浸渍液硫酸浓度0.5 mol/L、焙烧温度500 ℃、焙烧时间2 h,将该条件下制备的SO₄^2-/SnO₂-Nb₂O₅应用于催化α-蒎烯异构化反应时,α-蒎烯完全转化,莰烯选择性为66.49%;与沉淀法、sol-gel法相比,相同条件下共沸除氯法制备的催化剂较好。     

固体超强酸SO2-4/TiO2-SnO2的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备SO2-4/TiO2-SnO2固体超强酸,以乙酸与正丁醇的酯化反应为探针反应,考察钛锡摩尔比、硫酸浓度、焙烧温度对固体超强酸催化性能的影响,并采用IR,XRD,TG-DTA 等手段对催化剂进行表征.结果表明,在钛锡摩尔比为3∶1、H2SO4浸渍液浓度为2.0 mol/L、焙烧温度为500 ℃的条件下制备的SO2-4/TiO2-SnO2催化剂活性较好;SO2-4/TiO2-SnO2中SnO2的存在明显抑制了TiO2晶粒的生长,使粒度细化;SnO2的引入提高了SO2-4/TiO2-SnO2催化剂的稳定性.     

Pt-SO42-/ZrO2-Al2O3固体超强酸催化剂的研究

采用共沉淀法制备ZrO₂-Al₂O₃,用硫酸溶液浸渍ZrO₂-Al₂O₃制备SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃,采用等体积法浸渍氯化铂溶液制备Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃固体超强酸催化剂。采用N₂吸附-脱附、X射线荧光、X射线衍射、NH₃ 程序升温脱附、吡啶吸附红外光谱等表征了不同Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂的孔结构、晶相结构和酸性质,以正己烷为原料评价Pt-SO42-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂上的反应转化率和异构化活性。结果表明：Al₂O₃质量分数为5%、SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃焙烧温度为650 ℃、硫酸加入量（w）为15.0%时,Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂四方晶相ZrO₂含量最高,总酸量和B酸量最多,正己烷转化率和异构化率最高。在反应温度240 ℃、反应压力2.0 MPa、体积空速1.0 h^-1、氢油体积比700的条件下,Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂上的正己烷转化率为88.72%,异构化率为80.07%。     

固体超强酸催化合成季戊四醇油酸酯及其防锈性能研究

采用SO₄^2-/ZrO₂型固体超强酸为催化剂,以油酸和季戊四醇为原料在高温下合成了季戊四醇油酸酯（PETO）,确定了最佳试验工艺条件。摩擦试验结果表明,与150SN和A51相比,合成的PETO具有良好的润滑性能。将PETO与防锈剂T705进行复配,通过盐雾箱试验和电化学方法研究了其防锈性,结果表明PETO以适当比例与T705复配使用,可以有效提高T705防锈性能,是一种优良的防锈助剂。     

SO42-/TiO2-凹凸棒土催化合成尼泊金丁酯

制备了固体超强酸催化剂SO_4~2/TiO_2-凹凸棒土催化剂,用于催化合成尼泊金丁酯。较佳的催化剂制备条件为:硫酸浓度1.0 mol/L、焙烧温度500℃、焙烧时间为3 h。合成尼泊金丁酯的最佳反应条件是:n(对羟基苯甲酸):n(丁醇)=1:4,催化剂用量3%,反应时间4 h,收率4.5%。该催化剂酸强度小于-14.52,可以重复使用多次。