固体超强酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3催化法合成乙酸异戊酯

用(NH_4)_2SO_4·Fe_2(SO_4)_3·24H_2O直接焙烧的方法制备了固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/Fe_2O_3,并催化合成了乙酸异戊酯,考察了固体酸催化剂的最佳合成条件。实验表明：最佳焙烧温度为550℃,最佳焙烧时间为4h。当催化剂用量为2g,乙酸、异戊醇物质的量的比为2．6：1,回流时间2h时,乙酸转化率为76．6%。     

SO_4~(2-)/TiO_2负载磷钨酸型固体酸制备生物柴油

将TiCl_4水解后加入磷钨酸引入金属元素钨,以硫酸铵为硫源,采用沉淀-焙烧法制备了SO_4~(2-)/TiO_2—磷钨酸型固体酸催化剂,采用IR方法对催化剂进行表征。用废油脂和甲醇进行酯交换反应合成生物柴油,对催化剂用量、醇油摩尔比及反应时间进行了优化实验。实验表明反应醇油摩尔比为6∶1、催化剂用量为8%和反应5h的条件下酯化率最高,可达90.8%。研究结果可为工业生产提供一定的技术支撑。     

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。     

(NH_4)_2SO_4改性Cr/V双金属催化剂的制备及乙烯聚合研究

在Phillips催化剂基础上开发出CrOx-VOx/SiO_2双中心催化剂,并用(NH_4)_2SO_4对其进行改性,考察了(NH_4)_2SO_4的浸渍方式、浸渍量和催化剂焙烧温度对乙烯聚合行为和产物结构与性能的影响。结果表明,(NH_4)_2SO_4改性的铬钒双金属催化剂的乙烯聚合活性得到提高,且随(NH_4)_2SO_4负载量的增加,活性呈现先增加后降低的趋势。采用共浸渍制备的催化剂的乙烯聚合活性大于分布浸渍法。(NH_4)_2SO_4对V活性组分有促进作用,使改性催化剂的均聚产物分子质量增加,加入1-己烯共聚单体后,分子质量进一步增加。     

SO_4~(2-)/TiO_2催化合成高品质对苯二甲酸二甲酯的研究

采用沉淀-浸渍法制备固体酸SO_4~(2-)/TiO_2催化剂,通过XRD,Raman,XRF,N_2吸附解析,NH_3-TPD等技术对催化剂进行结构和酸性能表征。以甲醇和对苯二甲酸的酯化反应为模型反应,考察了不同焙烧温度的催化剂的催化反应活性。实验结果表明:300℃焙烧的催化剂具有最大比表面积和酸性位点,反应活性最好,酯化反应转化率为95%,产物对苯二甲酸二甲酯选择性为97%。     

用于邻苯二甲酸二丁酯(DBP)合成的TiO_2-SO_4~(2-)型固体超强酸催化剂的研究

对用于邻苯二甲酸二丁酯(DBP)合成的TiO_2—SO_4~(2-)型固体超强酸催化剂进行了研究。考察了H_2SO_4浓度、与H_2SO_4接触时间、焙烧温度和时间等制备条件对催化剂活性的影响,并考察了催化剂用量、原料醇酐摩尔比、酯化温度对产品DBP收率的影响。结果表明,制备TiO_2—SO_4~(2-)固体超强酸催化剂的最佳工艺为,采用1N H_2SO_4淋洗TiO_2·nH_2O粉末,并在500℃焙烧3小时。醇酐酯化反应随催化剂用量、醇酐摩尔比和酯化温度的增加,DBP收率随之增加,但催化剂用量3.0～3.5%、醇酐摩尔比2.5、酯化温度155℃,回流5小时,DBP收率可达100%。以TiO_2—SO_4~(2-)固体超强酸替代H_2SO_4用于DBP合成,具有工业推广价值。     

固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3的制备及其酯化性能研究

采用化学共沉淀法制备出了三元固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3,并通过合成乙酸乙酯的酯化探针反应考察了影响SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3三元固体酸催化剂催化活性的制备因素。结果表明SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3固体超强酸催化剂的最佳制备条件为:组分比例n(V_2O_5)∶n(TiO_2)∶n(La_2O_3)=1∶1∶1,焙烧温度500℃,焙烧时间3 h,乙酸乙酯合成酯化率为98.31%。     

固体超强酸SO_4~(2-)/V_2O_5-Bi_2O_3的制备及其催化合成乙酸正丁酯

采用化学沉淀法、煅烧法和浸渍法制备出了SO_42-/V2O_5-Bi_2O_3固体超强酸催化剂,并采用乙酸正丁酯的酯化合成反应作为探针反应,同时考察了影响SO_42-/V2O_5-Bi_2O_3固体酸催化剂催化活性的制备因素。结果表明SO_42-/V2O_5-Bi_2O_3固体超强酸催化剂的最佳制备条件为:组分摩尔比例n(V2O_5)∶n(Bi_2O_3)=1∶1,浸渍液(NH4)2SO_4浓度为2 mol/L,焙烧温度500℃,焙烧时间5 h,乙酸正丁酯合成酯化率为90.91%。     

不同焙烧温度的固体酸SO_4~(2-)/TiO_2催化羟基酰基化反应

以不同焙烧温度制备的SO_4~(2-)/TiO_2型的固体酸为催化剂,分别催化水杨酸的羟基酰基化反应,考察了焙烧温度如200℃、300℃及400℃制备的固体酸SO_4~(2-)/TiO_2的催化活性。实验结果表明:在以10mol%SO_4~(2-)/TiO_2型的固体酸(T=200℃)为催化剂,在催化条件为:反应温度65℃、反应时间60 min的条件下,催化水杨酸羟基乙酰化反应,其产率可达到89%,且大于SO_4~(2-)/TiO_2(T=300℃)和SO_4~(2-)/TiO_2(T=400℃)的催化活性。     

纳米Fe_3O_4-PO_4~(3-)/ZrO_2催化制备文冠果生物柴油

采用共沉淀法制备纳米Fe_3O_4-PO■/ZrO_2固体酸催化剂,利用X-射线衍射(XRD)、N_(2 )吸脱附、红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)对催化剂的结构进行表征,探讨了纳米Fe_3O_4加入量、焙烧温度和时间对固体酸催化剂性能的影响。考察了纳米Fe_3O_4负载量、醇油摩尔比、反应温度和反应时间对制备文冠果生物柴油的影响。结果表明,当Zr(OH)_4与纳米Fe_3O_4摩尔比为3∶1,焙烧温度为750℃,焙烧时间为3 h时,纳米Fe_3O_4-PO■/ZrO_2固体酸催化剂的催化性能最佳,生物柴油酯化率达85.4%。当催化剂的用量为油重的1%,醇油摩尔比为9∶1,反应温度为80℃和反应时间为4 h时,文冠果生物柴油的转化率可达到92.8%。     

固体酸催化FCC柴油氧化脱硫

分别采用沉淀-浸渍法制备了SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸催化剂,以30%H_2O_2(质量分数)为氧化剂,将FCC柴油中难以脱除的弱极性苯并噻吩(BT)和二苯并噻吩(DBT)类有机硫化物氧化成极性较强的砜和亚砜类物质,再采用极性有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺(NMP)进行萃取以脱除氧化后柴油中的砜和亚砜类含硫化合物,最后以脱硫率来评价所制备固体酸的催化脱硫活性和效果.考察了焙烧温度、焙烧时间、硫酸浸渍液浓度等制备条件对固体酸催化脱翩:活性的影响规律.实验结果表明,低温沉淀制备的SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸作催化剂时脱硫率较低;高温沉淀制备的SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸作催化剂时脱硫率较低,最高脱硫率可达69.2%,回收率可迭97%.     

高温液态水中固体酸SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化果糖制备5-HMF

采用共沉淀-浸渍法制备了SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体酸催化剂,利用FT-IR,XRD,Hammett指示剂等分析方法对催化剂的结构及酸性进行了表征。在高温液态水中,以制备的SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体酸为催化剂,研究了果糖脱水制备5-HMF的反应。在反应温度为220℃、反应时间为30 min、催化剂用量为果糖用量的5 wt.%的条件下,5-HMF的产率最高达76.8%。果糖降解的活化能为42.44 k J/mol。     

粘土负载TiO_2/SO_4~(2-)催化菜籽油与乙二醇酯交换反应

制备了负载TiO_2/SO_4~(2-)固体酸粘土催化剂,采用XRD和FT-IR对催化剂进行表征,并对其用于菜籽油与乙二醇酯交换反应进行研究。考察催化剂用量、焙烧温度、原料配比、反应温度和反应时间对高级脂肪酸乙二醇二酯收率的影响。催化剂制备和反应的最佳条件:催化剂焙烧温度(450～500)℃,催化剂用量为菜籽油质量的9%,n(乙二醇):n(菜籽油)=0.75:1,反应温度110℃,反应时间10 h。在此条件下,高级脂肪酸乙二醇二酯的收率达91.4%,且工艺操作简单,催化剂可回收再生。     

固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2/La~(3+)催化剂的制备和催化性能的研究

采用共沉淀法制备固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2/La~(3+),并通过十四酸正丁酯酯化反应的酯化率考察催化剂制备因素对催化活性的影响。结果表明固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2/La~(3+)催化剂的最佳制备条件为:沉淀pH=9、n(La~(3+)/Ti~(2+))=1∶6、硫酸浸渍浓度为1.8 mol/L,焙烧温度为500℃、焙烧时间为3 h,十四酸正丁酯合成的平均酯化率均98%。     

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。     

固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2的制备及催化合成异松油烯的研究

采用沉淀-浸渍法制备了固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2催化剂利用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)技术进行了表征,研究了以未分离工业双戊烯为原料经一步催化合成异松油烯的工艺。固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2的优化制备条件为:H2SO4浓度1mol/L、浸泡时间12h、焙烧温度600℃。SO_4~(2-)/ZrO_2催化工业双戊烯合成异松油烯的优化工艺为:催化剂用量5%(以工业双戊烯质量为基准)、温度110℃、时间4h,合成产物中异松油烯含量达33.398%。     

苯甲醛与甘油在二氧化硅负载的磷钨酸催化剂上的缩合反应

针对磷钨酸比表面积小和不易回收利用等缺点,采用溶胶-凝胶法制备了不同磷钨酸负载量的H3PW12O40/SiO2固体酸催化剂,用XRD和N2-吸附对H3PW12O40/SiO2固体酸催化剂进行了表征,研究了在苯甲醛和甘油缩合反应中的催化性能,考察了催化剂的焙烧温度、磷钨酸的负载量、催化剂用量和反应时间的影响。结果表明,H3PW12O40/SiO2固体酸是平均颗粒在(20.9～26.4)nm的无定形催化剂,在苯甲醛甘油缩醛的合成中具有高活性和高稳定性。最佳条件:焙烧温度500℃,H3PW12O40负载质量分数10%,催化剂用量0.5 g,n(苯甲醛)∶n(甘油)=1∶1.1、甲苯15 mL,反应时间2.0 h。最佳条件下,苯甲醛转化率达99.2%。H3PW12O40/SiO2固体酸催化剂独特的Keggin阴离子结构和表面酸中心、高比表面积和准液相在苯甲醛和甘油的缩合中具有重要作用。     

固体酸催化剂SO_4~(2-)/C-TiO_2-CeO_2的制备与表征

用高温磺化法制得复合型稀土改性固体酸催化剂SO_4~(2-)/C-TiO_2-CeO_2,以油酸和甲醇的酯化反应为探针反应,考察了稀土氧化物CeO_2的质量分数、磺化温度、磺化时间对催化剂SO_4~(2-)/C-TiO2-CeO2催化活性的影响。催化剂SO_4~(2-)/C-TiO_2-CeO_2的最佳制备条件为:CeO_2的质量分数为2%(以活性炭质量计)、磺化温度为200℃、磺化时间为10h。该条件下制备的催化剂用于催化油酸与甲醇的酯化反应,酯化率可达到94.78%。利用FTIR、XRD、SEM、DTG、XRF对固体酸催化剂进行了表征,结果表明:稀土氧化物CeO_2和金属氧化物TiO_2共同作用可固化SO_4~(2-),并与SO_4~(2-)形成配位结构,增强了固体酸催化剂的催化性能并提高了其热稳定性。     

水热改性SO2-4/ZrO2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SO2-4/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SO2-4/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SO2-4/ZrO2固体酸催化剂的最佳条件是浸渍硫酸浓度为0.5 mol/L,浸渍时间是120 min,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)=21,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%.     

固体酸Zr(SO4)2/TiO2催化合成棕榈酸甲酯

以固体酸Zr(SO4)2/TiO2为催化剂,工业棕榈酸与甲醇为原料合成棕榈酸甲酯生物柴油。考察了Zr(SO4)2负载量、催化剂焙烧温度、焙烧时间、m(棕榈酸)∶m(甲醇)、催化剂用量和反应时间对酯化率的影响,并采用GC-MS、红外光谱仪、热重差热综合热分析仪对催化剂和产物进行表征分析。结果表明,与Zr(SO4)2催化剂相比,固体酸催化剂Zr(SO4)2/TiO2在工业棕榈酸和甲醇的酯化反应中具有较高的催化活性。适宜的反应条件为:以400℃焙烧制得的Zr(SO4)2负载量为65%的固体酸Zr(SO4)2/TiO2为催化剂,醇酸质量比为12∶25,催化剂用量为棕榈酸质量的8.0%,反应时间5 h。在该条件下,酯化率可达98.9%。经GC-MS分析,酯产物主要为直链十六烷酸甲酯和10-十八碳烯酸甲酯。