固体中强碱催化尿素与苯酚合成水杨酰胺

以尿素和苯酚为原料、金属氧化物为催化剂,在反应釜中合成了水杨酰胺。CO2-TPD表征结果显示,该反应为碱催化反应。当具有中强碱性位的MgO为催化剂时,水杨酰胺的收率最高。进一步考察了一系列碱金属改性的MgO催化剂的催化性能,探讨了水杨酰胺的收率和催化剂表面碱性的关系。借助FTIR表征,研究了反应物在固体碱表面吸附和活化的中间过程,提出了固体碱催化尿素与苯酚反应的可能的机理。重复使用实验结果表明,K/MgO催化剂重复使用4次后,水杨酰胺的收率仍保持在38.1%,说明该催化剂具有较好的稳定性和重复使用性能。     

棕榈油酯交换合成生物柴油中NiO与La_2O_2CO_3的协同作用

采用共沉淀法制备了La_2O_2CO_3-NiO固体碱催化剂,用于甲醇与棕榈油酯交换反应合成生物柴油体系。采用XRD,SEM,EDS,CO_2-TPD,XPS等方法对催化剂的微观结构进行表征,并研究了催化剂的性能。实验结果表明,镧镍摩尔比为1∶1,于400℃焙烧5 h,制备的La_2O_2CO_3-NiO固体碱催化剂的催化效果最佳;在催化剂用量为4%(w)、醇油摩尔比为15∶1、反应温度为65℃、反应时间为3 h时,生物柴油的收率最大,可达94.59%;引入NiO后,改善了La_2O_2CO_3-NiO固体碱催化剂的分散性,提高了催化剂的强碱位碱量和活性; La_2O_2CO_3-NiO固体碱催化剂重复使用5次后,生物柴油的收率仍然能达到85.00%,说明La_2O_2CO_3-NiO固体碱催化剂具有较好的重复使用性。     

CaO-ZnO固体碱催化剂的制备及其催化大豆油酯交换反应的性能

采用溶胶凝胶法制备了CaO-ZnO固体碱催化剂,并将其用于大豆油与甲醇的酯交换反应,利用SEM,TG,XRD等手段对催化剂及其前体进行表征,考察了Ca/Zn摩尔比、焙烧温度、焙烧时间等对催化剂性能的影响,优化了大豆油与甲醇酯交换反应的条件。表征结果显示,催化剂中大孔隙的存在有利于油脂分子顺利进入孔道而使催化剂的表面活性位得以有效利用。实验结果表明,催化剂适宜的制备条件为:Ca/Zn摩尔比1.0、焙烧温度750℃、焙烧时间4 h;在醇油摩尔比30、催化剂与大豆油质量比为0.06,70℃,90 min条件下,制备的催化剂催化大豆油和甲醇酯交换反应的甘油收率达90%以上;催化剂重复使用5次后,催化效果未见下降,催化剂具有优异的稳定性。     

栗毛球状CaO@MgO碱催化剂的制备及其在生物柴油制备上的应用

采用水热法制备Mg(OH)_2载体,以乙醇-水混合溶液为溶剂、采用沉淀浸渍法制备栗毛球状CaO@MgO碱催化剂,并将其应用于甲醇和大豆油为原料的生物柴油制备体系。采用XRD,TGA,SEM,CO_2-TPD等技术对催化剂试样的微观结构进行表征,考察了反应时间、反应温度、油醇摩尔比和催化剂用量等因素对生物柴油收率的影响。表征结果显示,焙烧温度为700℃、镁钙质量比为1∶5的碱催化剂5CaO@MgO具有栗毛球状规整的形貌,催化活性更高。实验结果表明,在反应时间1 h、反应温度70℃、油醇摩尔比1∶15、催化剂用量1.5%(w)的最佳反应条件下,生物柴油的收率可达98.8%。5CaO@MgO碱催化剂具有较好的耐水性和可重复利用性。     

固体酸SO_4~(2-)/ZrO_2在浒苔和小球藻乙醇热液化中的应用

采用沉淀-浸渍法制备SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸,考察了该固体酸对催化浒苔和小球藻乙醇热液化所得生物油产率、热值及组成的影响。结果表明,550℃焙烧制得的SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸表面酸性较强,催化效果最佳,能显著提高生物油的产率。对于浒苔的乙醇热液化,与未引入催化剂相比,生物油的产率从40.54%提升至49.82%,残渣收率从41.38%降至37.53%;对于小球藻的乙醇热液,与未引入催化剂相比,生物油的产率从45.10%提升至64.84%,残渣收率从14.78%降至6.77%。浒苔液化所得生物油主要成分是半乳糖类物质,小球藻液化生物油的主要成分为酯类和酰胺类、吲哚类等含氮化合物,SO2-4/ZrO_2固体酸能促进液化过程的进行,提高了浒苔液化所得生物油中半乳糖类物质的含量和小球藻液化所得生物油中乙酯类物质的含量。     

KOH/SBA-15催化大豆油酯交换反应制备生物柴油

通过后合成法制备了KOH/SBA-15负载型固体碱催化剂,以大豆油和甲醇为原料,进行酯交换反应合成生物柴油。考察醇油比、反应温度、反应时间、活性组分负载量和催化剂用量等因素对生物柴油收率的影响。结果表明,当醇油摩尔比为16：1、反应温度为60 ℃、反应时间为8 h、活性组分KOH负载量（w）为15 %、催化剂用量为原料油质量的5％条件下,生物柴油收率为85.32 %。     

KF/CaO催化剂催化大豆油酯交换反应制备生物柴油

采用等体积浸渍法制备了KF/CaO催化剂,并将其用于催化大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油。考察了催化剂制备条件和反应条件对酯交换反应的影响。实验结果表明,通过等体积浸渍并在873K煅烧4h,可以制得理想的KF添加量(KF与CaO的质量比)为14.3%的KF/CaO催化剂,采用该催化剂,当醇与油摩尔比为12∶1、催化剂用量(催化剂与油的质量比)为3%、反应温度为60～65℃、反应时间为1h时,生物柴油的收率可以达到90%。与CaO催化的酯交换反应结果相比,KF/CaO催化剂的催化活性明显提高。XRD与TG-DTG分析结果表明,KF/CaO催化剂酯交换活性的增强与KF与CaO经过高温煅烧发生相互作用而形成新的晶相密切相关。     

用于菜籽油酯交换过程的Mg-Al复合氧化物催化剂

以共沉淀法制备了Mg -Al复合氧化物催化剂 ,XRD表征结果表明 ,沉淀所得催化剂前体晶相均一 ,为层状Mg6 Al2 (OH) 1 6 CO3·4H2 O水滑石结构。经 5 0 0℃煅烧后得到具有良好酯交换活性的Mg -Al复合氧化物催化剂 ,在常压、(65± 1)℃、4h、醇 /油摩尔比为 6、催化剂加入量 (催化剂质量 /油质量 )为 1 5 %的条件下 ,菜籽油 -甲醇酯交换反应甲酯收率达到 90 %。CO2 -TPD实验表明 ,制备的催化剂比MgO具有更强和更多的碱性位 ,其催化性能与所拥有的碱中心性质直接相关 ,催化剂失活也与碱中心特性变化相对应     

Fe_2O_3、CoO和NiO对KX催化甲苯甲醇侧链烷基化反应的影响

采用离子交换法和浸渍法制备了x%Fe2O3/KX、y%CoO/KX和z%NiO/KX催化剂,通过ICP-AES、TG、Py-IR和TPD对其进行了表征,并考察了铁族元素氧化物Fe2O3、CoO和NiO改性KX对催化甲苯甲醇侧链烷基化反应性能的影响。结果表明,对于x%Fe2O3/KX催化剂,随着KX上Fe2O3负载量的逐渐增大,甲醇转化率逐渐提高,乙苯收率先升高后降低,苯乙烯收率逐渐降低;对于y%CoO/KX催化剂,随着KX上CoO负载量的逐渐增大,甲醇转化率明显提高,乙苯收率先升高后降低,苯乙烯收率急剧降低;对于z%NiO/KX催化剂,随着KX上NiO负载量的逐渐增大,甲醇转化率有微弱的降低,乙苯和苯乙烯收率均急剧降低,甲苯脱烷基产物苯的收率明显提高。     

氢氧化钾/氧化钙催化三组分双酯交换耦合反应制备生物柴油

以CaO为载体,采用浸渍法制备了一系列CaO负载氢氧化物固体碱,考察负载型固体碱在催化甲醇-油脂-碳酸二甲酯三组分耦合反应体系制备生物柴油中的反应性能。实验结果发现KOH/CaO负载型固体碱表现出最佳反应性能。KOH负载量15%,煅烧温度600℃时制备得到的固体碱催化剂,在常压回流,生成油/酯/醇摩尔比为1∶1∶8,催化剂用量15%的条件下,反应3h,生物柴油收率可达96.4%,反应得到的未经处理的生物柴油中游离甘油的含量仅为0.0196%。采用TG、BET、CO_2-TPD及XRD等技术对KOH/CaO进行了表征,发现催化剂的高活性与KOH和CaO经高温焙烧产生新的晶相有关。     

助剂对甲醇乙醇合成异丁醛催化剂结构和催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了复合氧化物(SiO2-TiO2)负载的铜基催化剂。测试了含4种不同助剂ZnO、MnO、CaO、MgO的催化剂对甲醇与乙醇一步合成异丁醛的催化性能,并应用TPR,BET,XRD等手段对催化剂结构进行了表征。结果表明,溶胶-凝胶法制备的催化剂可以显著地改善CuO的分散性,降低了CuO的还原温度。同时发现,碱性金属氧化物作助剂可以增强助剂与活性组分之间的协同作用,提高异丁醛的选择性和收率,较适宜的助剂是CaO。在常压、反应温度593K、n(甲醇)/n(乙醇)=2∶1的条件下,乙醇的转化率为71.58%,异丁醛的选择性为50.99%。     

K_2O/Na_2O-SBA-15催化大豆油合成生物柴油工艺条件优化

采用浸渍法制备出负载型固体碱催化剂K2O/Na2O-SBA-15,以其催化大豆油和无水甲醇进行酯交换反应,考察了反应条件对生物柴油收率的影响。结果表明,在K2O,Na2O负载量均为3%(摩尔分数),催化剂用量(占原料油的质量分数)为3%,甲醇与大豆油的摩尔比为12,反应温度为65℃,反应时间为3 h的优化条件下,生物柴油收率可达92.65%。     

非酸催化法合成苯二甲酸酯

利用非酸催化剂钛酸酯及锆酸酯对苯二甲酸酐与醇的酯化反应进行了研究,发现该法与传统的硫酸催化法相比,具有产品质量好、酯收率高、工艺简单、无环境污染及无设备腐蚀等问题。文中还对反应温度、醇的种类、催化剂等的用量、催化剂的种类与反应时间及酯收率的关系进行了讨论。     

轻稀土元素改性Cu-ZnO-Al_2O_3催化剂对CO_2加氢制甲醇反应的催化性能

研究了轻稀土元素La,Ce,Pr,Nd对Cu-Zn O-Al_2O_3(CZA)催化剂的改性以及改性前后的催化剂在CO_2加氢制甲醇反应中的催化性能,比较了Ce/CZA和CZA催化剂上反应温度对甲醇收率的影响,并考察了Ce/CZA催化剂的稳定性;采用XRD、XPS、H_2-TPD、CO_2-TPD、N_2O化学吸附、低温N2吸附-脱附、SEM-EDS等方法表征了催化剂的构效关系。实验结果表明,轻稀土元素改性能提高CZA催化剂的催化性能,Ce改性的效果最好,与CZA催化剂相比,Ce/CZA催化剂上的甲醇收率能提高43.6%;Ce/CZA催化剂的最佳使用温度为240℃,在此温度下运行1 000 h,Ce/CZA催化剂的稳定性良好;Ce/CZA催化剂较高的催化性能可归因于对反应物分子具有较高的吸附能力以及较强的Cu-Zn O相互作用。     

双助剂对CuO/SiO_2催化甲醇乙醇合成异丁醛的影响

采用溶胶-凝胶法制备了CuO-Fe2O3-ZrO2/SiO2双助剂型催化剂,将其用于催化甲醇与乙醇一步合成异丁醛的反应,考察了助剂Fe2O3和ZrO2含量对催化剂性能的影响;采用BET,XRD,H2-TPR等手段对催化剂的结构进行了表征。实验结果表明,在CuO质量分数为20%时,适量加入助剂Fe2O3和ZrO2,可以使二者产生协同作用,一方面增大了催化剂的比表面积;另一方面促进了CuO的分散,改善了催化剂的还原性能,从而提高了催化剂的活性和异丁醛的选择性。以Fe2O3质量分数为20%、ZrO2质量分数为10%的CuO-Fe2O3-ZrO2/SiO2为催化剂,在常压、反应温度320℃、n(甲醇)∶n(乙醇)=2∶1的反应条件下,乙醇转化率为58.81%,异丁醛的选择性和收率分别为73.96%和43.50%。     

烷基磷酸单酯的合成

在醇溶液中,白磷与过氧化物分别进行非催化氧化和催化氧化反应合成了烷基磷酸单酯,分析了非催化氧化反应的机理。结果表明,醇和过氧化物的种类不同,产物中烷基磷酸单酯的含量不同。醇对烷基磷酸单酯选择性影响的大小顺序为:甲醇>正丁醇>苯酚;过氧化物对烷基磷酸单酯选择性影响的大小顺序为:叔丁基过氧化氢>过氧化(二)苯甲酰>过氧化氢。在甲醇溶液中,叔丁基过氧化氢和白磷进行非氧化反应的适宜条件为:n(白磷):n(叔丁基过氧化氢):n(甲醇)=1:10:12、反应温度80℃、反应时间2.5 h,在此条件下产物中烷基磷酸单酯的质量分数可达80.0%。以铜盐为催化剂可加速白磷的氧化;以Cu(acac)_2为催化剂,产物中烷基磷酸单酯的质量分数达95.0%。     

模板法制备CaO/ZrO_2催化剂催化菜籽油合成生物柴油

以桦木为模板,通过模板法制备了不同CaO含量的CaO/ZrO2复合氧化物固体碱催化剂,用于催化菜籽油与甲醇进行酯交换反应合成生物柴油。利用BET,XRD,XPS,SEM等手段对所制备的催化剂进行表征。实验结果表明,采用该方法制备的CaO/ZrO2催化剂具有桦木的生物形态,且桦木模板的使用有助于改善其孔道结构并提高其比表面积、孔径和孔体积;具有生物形态的复合氧化物保持了较高的碱强度,催化活性较高;当CaO/ZrO2催化剂中n(Ca)∶n(Zr)=0.3、催化剂用量(基于菜籽油的质量)8%(w)、甲醇与菜籽油的摩尔比72、反应温度150℃、反应时间6 h时,生物柴油的收率最高可达到91.0%。     

大豆油制备生物柴油的研究

研究了大豆油在氢氧化钠催化剂作用下通过甲醇转酯化生成脂肪酸甲酯的实验,考察反应条件如醇油比、催化剂用量、反应温度和反应时间等对产品转化率和收率的影响.结果表明,大豆油在氢氧化钠催化下的最优条件为醇油摩尔比为6/1,催化剂用量为1%,反应温度为60℃,反应时间为60min.     

K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化菜籽油酯交换合成生物柴油

采用等体积浸渍法制备了负载型固体碱K2CO3/γ-Al2O3催化剂,并将其用于催化菜籽油与甲醇酯交换反应合成生物柴油。考察了催化剂制备条件和反应条件对生物柴油收率的影响。实验结果表明,采用K2CO3负载量(质量分数)为20%、在600℃下焙烧5h的K2CO3/γ-Al2O3催化剂,当催化剂与菜籽油的质量比为0.03,甲醇与菜籽油的摩尔比为12∶1,在60℃下反应1h后,生物柴油的收率高达93.6%。用X射线衍射、比表面积测定等手段对催化剂的结构进行了表征,表征结果显示,催化剂的活性与其晶相和比表面积密切相关。     

SO2-4/TiO2固体超强酸催化合成氯乙酸酯

以SO2-4/TiO2型固体超强酸为催化剂,用氯乙酸与醇反应合成了氯乙酸酯.考察了催化剂的制备条件、醇酸摩尔比、催化剂用量、反应时间及带水溶剂对氯乙酸仲丁酯收率的影响.初步探索了SO2-4/TiO2型固体超强酸催化氯乙酸和其他饱和烷基醇的酯化反应.结果表明,将TiO2用0.8 mol/L的硫酸浸渍14～16h后,再经500℃焙烧3 h可制得催化活性最高的催化剂.优化的反应条件为:n(醇)∶n(酸)=2.5∶1,固体超强酸用量为氯乙酸质量的3%,带水溶剂为环己烷,加热回流分水3 h,氯乙酸仲丁酯的收率为75%,并用同样方法合成了其他氯乙酸烷基酯,收率为63%～85%.催化剂可回收再生,重复使用.