SnO2掺杂对SO42-/TiO2固体酸催化剂酯化反应活性的影响

采用共沉淀与浸渍法制备了一系列不同SnO2掺杂量（1%-7%,摩尔分数）SO42-/TiO2-SnO2固体酸催化剂,利用N2-吸附脱附分析、FT-IR、XPS、NH3-TPD等手段对催化剂的结构和性质进行了表征,结果表明： SnO2掺杂可以有效改善催化剂的比表面积与孔道结构,有利于与SO42-形成配位结构,显著增加了催化剂酸性中心数量,从而增强了催化性能。SnO2掺杂量为5%的SO42-/TiO2-SnO2固体酸催催化丙烯酸与莰烯酯化反应中,莰烯的转化率为77.3%,丙烯酸异冰片酯选择性98.4%,较于SO42-/TiO2,显示出更高的反应活性与稳定性。     

固体酸催化合成丙烯酸异冰片酯动力学

以莰烯和丙烯酸为原料,采用自制SO_4~(2-)/TiO_2-SnO_2固体超强酸为催化剂催化合成丙烯酸异冰片酯(IBOA),考察了催化剂用量对IBOA收率的影响,并研究了该反应的本征动力学方程。结果表明,在搅拌速率大于400 r/min,催化剂粒径小于83μm时,可消除内外扩散。通过机理基元反应动力学,建立丙烯酸与莰烯合成IBOA的反应动力学模型,分析可知,该合成反应的正反应为二级反应、逆反应为一级反应,反应活化能为60.089 k J/mol,指前因子为4.068×10~5 L/(mol·g·min),该动力学模型预测的结果与实验结果吻合良好。     

SO_4~(2–)/TiO_2-SnO_2固体酸催化剂的制备及其催化合成丙烯酸苄酯

采用共沉淀法制备了SO_4~(2–)/TiO_2-SnO_2固体酸催化剂,利用SEM-EDS、XRD、FTIR、Py-IR、XPS等技术对其进行了表征,结果表明:Sn掺杂会改变催化剂晶型结构与酸性中心的数量和分布情况。在Sn掺杂量为5%、焙烧温度为500℃条件下,将其用于丙烯酸苄酯合成,显示了良好的催化活性。通过对反应条件进行优化,结果表明:酸醇摩尔比为1.3∶1、催化剂用量3%、反应温度120℃时,反应苯甲醇的转化率为93.1%,产物选择性为98.8%。与SO_4~(2–)/TiO_2相比,其反应活性与稳定性显著提高,抗结焦能力增强。     

SO42-/SnO2固体超强酸的共沸除氯法制备、表征及其催化α-蒎烯异构化

采用共沸除氯法制备SO42-/SnO2固体超强酸,将其应用于α-蒎烯异构化。该催化剂的最佳制备条件：浸渍液硫酸浓度为1.5 mol/L,焙烧温度为550 ℃下焙烧3.0 h;反应最佳条件为：反应温度为110 ℃下反应3.0 h,催化剂用量为松节油中α-蒎烯质量分数的5%;在该条件下,α-蒎烯转化率为100%,莰烯选择性为64.85%。采用FT-IR、XRD、TG-DTA、SEM、BET对催化剂进行表征。结果表明：相同制备条件下,共沸除氯法制备的SO42-/SnO2较溶胶凝胶法与沉淀法制备的SO42-/SnO2催化活性高,超强酸中心多,颗粒小且均匀,团聚少。     

La掺杂对SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸催化剂催化性能的影响

采用浸渍法制备SO42-/Zr O2固体酸,并掺杂稀土元素La对SO42-/Zr O2进行改性,制备了一系列固体超强酸催化剂。通过XRD、TEM表征催化剂结构,并通过滴定法测定催化剂酸量,利用正丁醇和柠檬酸的酯化反应评价催化活性。实验表明,600℃煅烧温度下的SO42-/Zr O2和掺杂量4%SO42-/Zr O2-La2O3活性最高,酯化率分别高达88%和96%,且催化剂具有良好的重复使用性。引入稀土元素La可使活性四方相Zr O2更加稳定,有效增加了催化剂的酸总量,提高了催化剂的活性和重复使用性。     

新型固体酸SO42-/C-TiO2-CeO2的制备与表征

采用高温磺化法制备复合型稀土改性固体酸SO42-/C-TiO2-CeO2,以油酸与甲醇发生的酯化反应作为探针反应,考察稀土氧化物CeO2的百分含量、磺化温度、磺化时间对催化剂SO42-/C-TiO2-CeO2催化活性的影响。结果表明,制备催化剂SO42-/C-TiO2-CeO2的最佳条件：稀土CeO2的含量为2%、磺化温度为200℃、磺化时间为10h,此条件下催化油酸与甲醇发生酯化反应的酯化率最高,可达到94.78%。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、热重分析、X荧光等手段对固体酸催化剂进行表征分析,表明稀土氧化物CeO2和金属氧化物TiO2共同作用下可固化SO42-,并与SO42-形成配位结构,增强固体酸催化剂的催化性能并提高稳定性。     

1,6-己二醇二丙烯酸酯合成动力学

以固体酸SO_4~(2-)/TiO_2-SnO_2-ZnO为催化剂,丙烯酸和1,6-己二醇为原料,考察了催化剂加量、转速以及催化剂粒径对酯化反应速率的影响。在消除内外扩散影响的前提下,建立了固体酸催化合成1,6-己二醇二丙烯酸酯拟均相反应动力学模型,得到了相应的动力学方程参数,动力学模型预测的结果与实验结果吻合良好。     

Al、Ga促进SO_4~(2-)/ZrO_2的合成及其对酯化反应的催化作用

通过沉淀、回流和浸渍分别制备了A l、Ga掺杂的SO42-/ZrO2固体酸催化剂,并用热重(TG)、低温N2-BET及化学分析等技术对催化剂的表面性质进行了研究。催化活性通过乙酸与正丁醇的酯化反应进行衡量。结果表明,A l、Ga的掺杂提高了催化剂表面上SO42-分解温度,有利于硫酸根在催化剂表面的稳定。当焙烧温度为600℃时,显示出优异的催化性能,在105~110℃的反应温度下,酯化率分别达到98.8%,97.1%。由于反应过程中硫组分在催化剂表面流失不严重,A l、Ga掺杂的SO42-/ZrO2固体酸具有良好的重复使用性能,不需再生处理,重复使用4次,酯化率仍在90%以上。     

固体超强酸催化PLA-PEG嵌段共聚物的合成

采用开环聚合法,固体超强酸SO42-/ZrO2-CeO2为催化剂,催化丙交酯和聚乙二醇合成PLA-PEG嵌段共聚物,研究了聚乙二醇(PEG)分子量、反应时间、温度、催化剂用量等条件对共聚物的影响,并通过红外光谱、Hammett指示剂法及NH3-TPD等方法对固体超强酸的酸性质进行了表征。结果表明,当焙烧温度为650℃时,得到的固体超强酸SO24-/ZrO2-CeO2酸强度与酸量最大,用该催化剂催化合成PLA-PEG嵌段共聚物,当PEG分子量为6 000,反应时间9 h、反应温度170℃,催化剂用量为丙交酯质量分数的1.0%时,得到PLA-PEG共聚物的特性粘数最大,为1.693 g/dL。     

SO_4~(2-)/TiO_2负载磷钨酸型固体酸制备乙酸异龙脑酯

TiCl_4水解同时加入磷钨酸,氨水沉淀后,采用硫酸铵混合后焙烧工艺制备了SO_4~(2-)/TiO_2负载磷钨酸型固体酸催化剂。用乙酸和莰烯进行反应合成乙酸异龙脑酯,对反应时间、催化剂用量、莰烯与乙酸物质的量比、反应温度进行了优化实验,采用气相色谱法进行产品检测。结果表明反应酸烯物质的量比为2:1、催化剂用量为酸烯总质量的3%、反应6h、反应温度80℃的条件下转化率最高,可达85.5%,经初步蒸馏后产品纯度可达95%以上。     

固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-SiO_2催化α-蒎烯合成龙脑

采用溶胶凝胶法制备了固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-SiO_2催化剂,用XRD,XPS和NH_3-TPD对其结构进行表征与分析,结果表明:该催化剂为非晶态结构,具有超强酸位。以α-蒎烯,草酸的酯化皂化反应为探针,首先研究了Ti/Si摩尔比、硫酸浸渍浓度对SO_4~(2-)/TiO_2-SiO_2催化性能的影响,得到适宜的SO_4~(2-)/TiO_2-SiO_2催化剂制备条件为:Ti/Si摩尔比1∶3,硫酸浸渍浓度1.5 mol/L。以适宜条件下制备的SO_4~(2-)/TiO_2-SiO_2为催化剂,研究了工艺条件对合成龙脑的反应的影响,得到适宜的工艺条件为反应时间7 h,反应温度75℃,催化剂用量为α-蒎烯的6%,n(α-蒎烯)∶n(草酸)=1∶0.4。在此条件下,α-蒎烯的转化率达到100%,龙脑的收率可达58.14%。该催化剂重复使用5次后,催化活性无明显下降。SO_4~(2-)/TiO_2-SiO_2固体超强酸显示出良好的催化活性和稳定性。     

固体酸催化合成丙烯酸异冰片酯工艺条件优化

以莰烯和丙烯酸为原料,在自制固体酸催化剂的作用下合成了丙烯酸异冰片酯,研究了反应条件对产品收率的影响。在单因素实验基础上,采用响应面分析法对合成工艺条件进行了优化。实验结果表明:各因素对丙烯酸异冰片酯收率影响从大到小依次为催化剂用量,酸烯比,反应时间和反应温度;得到较好的合成工艺条件为酸烯物质的量之比为1.3,催化剂用量为15.5%(相对莰烯的质量百分比),反应温度61℃,时间7.9 h。在此条件下产品收率为81.3%,利用气相色谱-质谱(GC/MS)与核磁共振(1H NMR)对丙烯酸异冰片酯产物进行分析,结果表明产物纯度很高。     

固体酸催化合成2-乙酰噻吩

制备了磷酸/活性白土、FeCl3/活性白土、Fe(III)树脂、SO42-/Fe2O3等固体酸催化剂,并考察了其对噻吩与乙酸酐反应合成2-乙酰噻吩的催化性能。结果表明,磷酸/活性白土的催化效果较好。在适宜的反应条件下,以磷酸/活性白土为催化剂,合成2-乙酰噻吩的收率达到90%,选择性高于99%。催化剂重复使用4次后,活性有一定的下降。     

固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+催化合成二甲基丙烯酸丁二醇酯

以自制稀土改性固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+为催化剂,高效合成了二甲基丙烯酸丁二醇酯.比较了不同催化剂的催化活性,并考察了固体酸的制备条件及酯化反应条件对催化活性的影响,得到最佳合成条件为:SO2-4/TiO2/La3+于500 ℃下活化3 h,n(酸)∶n(醇)=2.8∶1,阻聚剂、催化剂质量分数分别为1.0%和1.2%,反应温度维持在120 ℃左右反应2 h左右,酯化率可达92.0%.     

固体酸SO42-/ZrO2催化蔗糖制备乙酰丙酸乙酯

采用沉淀-浸渍法制备了一系列不同焙烧温度的SO42-/ZrO2固体酸催化剂,考察了其催化转化蔗糖制备乙酰丙酸乙酯的反应活性。反应过程条件如催化剂用量、反应温度、反应时间以及催化剂重复使用对产物得率的影响进行了研究。结果表明合适的工艺条件为:催化剂焙烧温度600℃、催化剂添加的质量分数为2.5%、反应温度200℃和反应时间2 h。该条件下蔗糖几乎完全转化,乙酰丙酸乙酯得率(摩尔分数)最高达36.6%。回收的SO42-/ZrO2催化剂焙烧后在多次重复使用过程中仍然表现出较好的催化活性。X射线衍射仪(XRD)和NH3-程序升温脱附法(NH3-TPD)分析表明,随着重复使用次数的增加,SO42-/ZrO2的晶形结构基本保持不变,酸强度和总酸量稍微有所下降,主要酸性仍保留。本研究为生物质基化学品乙酰丙酸乙酯的制备提供了一条有效的、环境友好的途径。     

水热一步法合成SO2-4/Zr-PHTS及其催化性能

在低酸度硫酸体系中,以P123 (EO20PO70EO20)为模板剂水热法一步合成硫酸化锆掺杂PHTS固体酸催化剂(SO2-4/Zr-PHTS),利用XRD、TEM、N2吸附脱附以及NH3-TPD、Py-FTIR等手段对其进行表征.结果表明,SO2-4/Zr-PHTS具有有序的六方相介孔结构,具有以L酸为主的弱、中强度的酸性中心;随着硅锆摩尔比的增加,其酸量逐渐减少,比表面积逐渐增加,孔容、孔径无显著变化.SO2-4/Zr-PHTS在催化四氢呋喃聚合中表现出良好的反应性能,推测固体酸的表面酸性和孔结构决定着催化四氢呋喃聚合的反应性能.     

SO42-/ZrO2-MgO固体酸催化剂的表征及其催化合成醋酸丙酸纤维素

用浸渍法制备SO42-/ZrO2-MgO固体酸催化剂,利用X射线衍射、红外光谱、NH3程序升温脱附等方法对SO42-/ZrO2-MgO固体酸催化剂进行表征。表征结果表明, SO42-/ZrO2催化剂中加入适量的Mg有利于四方晶相ZrO2（t）的形成;有利于增加固体酸表面酸强度和酸量。SO42-/ZrO2-MgO催化剂在合成醋酸丙酸纤维素（CAP）的反应中有很高的活性,当n (ZrO2)：n(MgO)=15:1,焙烧温度500℃时,催化活性最佳,50℃下,反应8 h 后,CAP质量收率达到116.40%。     

Al、Ga促进SO2-4/ZrO2的合成及其对酯化反应的催化作用

通过沉淀、回流和浸渍分别制备了Al、Ga掺杂的SO2-4/ZrO2固体酸催化剂,并用热重(TG)、低温N2-BET及化学分析等技术对催化剂的表面性质进行了研究.催化活性通过乙酸与正丁醇的酯化反应进行衡量.结果表明,Al、Ga的掺杂提高了催化剂表面上SO2-4分解温度,有利于硫酸根在催化剂表面的稳定.当焙烧温度为600 ℃时,显示出优异的催化性能,在105～110 ℃的反应温度下,酯化率分别达到98.8%,97.1%.由于反应过程中硫组分在催化剂表面流失不严重,Al、Ga掺杂的SO2-4/ZrO2固体酸具有良好的重复使用性能,不需再生处理,重复使用4次,酯化率仍在90%以上.     

纳米SO_4~(2-)/SnO_2固体超强酸催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

报道了以SnCl4.5H2O为原料和十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,采用模板法合成纳米SO42-/SnO2固体超强酸催化剂。用XRD和TG-DTA进行了表征,以环己酮和1,2-丙二醇的缩合反应为探针反应,探讨了SO42-/SnO2固体超强酸的催化活性,较系统地研究了焙烧温度、反应时间、酮醇物质的量比、带水剂的用量和催化剂的用量等对反应的影响以及催化剂的稳定性。结果表明,SO42-/SnO2固体超强酸催化剂具有纳米大小,在环己酮1,2-丙二醇缩酮的合成具有良好的催化活性和稳定性。在最佳条件下,缩酮的产率可达97.2%,纯度(质量分数)为99.2%。     

固体超强酸Tm-SO_4~(2-)/TiO_2催化合成柠檬酸三丁酯

制备固体超强酸催化剂Tm SO2-4/TiO2,应用于柠檬酸和正丁醇的酯化反应,与浓硫酸和SO2-4/TiO2等不同催化剂进行比较,并通过单因素实验对酸醇摩尔比、催化剂用量和反应时间等酯化反应条件进行了优化。实验结果表明,Tm SO2-4/TiO2的催化性能优于其他催化剂,用于合成柠檬酸三丁酯反应的柠檬酸转化率达94 4%,柠檬酸三丁酯选择性为99 2%,产率达93 6%,产品纯度>99%。重复使用5次后,催化活性仍高达93 1%。Tm SO2-4/TiO2催化合成柠檬酸三丁酯的最佳合成条件为n(柠檬酸)∶n(正丁醇)=1∶4,反应时间3 5h,催化剂用量占总投料量的质量分数为1 5%。