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。     

固体酸SO_4~(2-)/SnO_2催化合成DOP的研究

采用自制的固体酸SO42-/SnO2为催化剂合成DOP,分别考察了催化剂用量、醇酐比、反应时间等对合成DOP的影响。实验表明,在DOP的合成中最佳的合成条件是:采用14 g的SO42-/SnO2催化剂/mol(苯酐),醇酐比为2.35∶1,反应时间为3.5 h,其酯化率可达91%以上。SO42-/SnO2作为该反应的催化剂具有催化活性高、寿命长、可多次重复使用、产物易纯化分离、且产品色泽浅等优点,可望代替传统浓硫酸作催化剂应用于DOP的合成。     

稀土固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2/La~(3+)合成氯乙酸异辛酯

以稀土固体超强酸SO42-/TiO2/La3+为催化剂,氯乙酸与异辛醇为原料合成氯乙酸异辛酯,系统地研究了原料量比、催化剂用量、反应时间诸因素对产品收率的影响。实验结果表明:SO42-/TiO2/La3+是合成氯乙酸异辛酯的良好催化剂,在n(异辛醇)/n(氯乙酸)=1.3,催化剂的用量为酸质量的3.0%,环己烷的用量为反应物总摩尔数的10%,反应时间3.0,氯乙酸异辛酯的收率达到89.2%。     

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。     

稀土固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2/Ce~(4 )催化剂的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备了稀土固体超强酸催化剂SO42-/TiO2/Ce4 ,用于催化苯甲醛与乙二醇的缩合反应。考察了硫酸的浓度、Ce(SO4)2的浓度和焙烧温度等因素对催化性能的影响;采用IR、DSC、XRD和Hammett指示剂法对其性能进行研究。结果表明,催化剂SO42-/TiO2/Ce4 是合成苯甲醛乙二醇缩醛的良好催化剂,在硫酸浓度1 mol.L-1、Ce(SO4)2的浓度0.12 mol.L-1和焙烧温度550℃的制备条件下,产率可达88.2%。催化剂晶体结构为锐钛矿型。     

超强酸La~(3+)-SO_4~(2-)TiO_2合成对羟基苯甲酸丁酯

以稀土固体超强酸La3 + SO42 - TiO2 为催化剂,以对羟基苯甲酸与正丁醇为原料催化合成对羟基苯甲酸丁酯,研究了原料量比、催化剂用量和反应时间诸因素对产品收率的影响。试验结果表明:La3 + SO42 - TiO2 是合成对羟基苯甲酸丁酯的良好催化剂,在n(丁醇) n(对羟基苯甲酸) =4 0 ,催化剂的用量为对羟基苯甲酸质量的3 5 % ,反应时间4 0h ,反应温度12 0℃～130℃,对羟基苯甲酸丁酯的收率达到92 7%。     

硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附量及吸附动力学的影响

在研究聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量、吸附速率的基础上,运用不同吸附动力学模型对试验结果进行拟合。吸附量测试结果表明:掺0.5%、1.0%Na2SO4会显著降低聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量,但掺0.1%、0.2%的Na2SO4有利于聚羧酸减水剂的吸附;CaSO4·2H2O对聚羧酸减水剂的吸附量影响不显著。吸附速率测试及拟合结果表明:硫酸盐对聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面吸附动力学的影响规律符合Langmuir准二级吸附动力学模型,Na2SO4通过改变聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的准二级吸附速率常数影响聚羧酸减水剂吸附达到平衡的时间,0.2%、1.0%掺量的Na2SO4均延迟了聚羧酸减水剂达到吸附平衡的时间。掺0.2%Na2SO4使准二级吸附速率常数较不掺硫酸盐时有所提高;掺1.0%Na2SO4的准二级吸附速率常数较不掺硫酸盐时大大降低;CaSO4·2H2O对准二级吸附速率常数的影响较Na2SO4要小。     

固体超强酸催化异丁苯酰基化反应研究

制备了SO42-/ZrO2、SO42-/TiO2等一系列固体超强酸催化剂,并将催化剂用于以异丁苯和氯代丙酰氯为原料催化合成布洛芬中间体——对异丁基氯代苯丙酮,其中SO42-/ZrO2型固体超强酸的催化活性最高。引入一定量的氧化铝对SO42-/ZrO2固体超强酸进行改性,探讨了Al引入量的不同对催化剂活性的影响,并采用XRD、BET等方法对改性后的催化剂进行表征。结果表明,Al的引入不仅增加了催化剂的比表面积,而且使活性四方相ZrO2更加稳定。当Al摩尔掺杂量为4%时制得的SO42-/ZrO2-Al2O3催化剂活性最高,且具有较好的重复使用性。     

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%。     

固体酸SO2-4/SnO2催化合成DOP的研究

采用自制的固体酸SO2-4/SnO2为催化剂合成DOP,分别考察了催化剂用量、醇酐比、反应时间等对合成DOP的影响.实验表明,在DOP的合成中最佳的合成条件是:采用14 g的SO2-4/SnO2催化剂/mol(苯酐),醇酐比为2.35:1,反应时间为3.5 h,其酯化率可达91%以上.SO2-4/SnO2作为该反应的催化剂具有催化活性高、寿命长、可多次重复使用、产物易纯化分离、且产品色泽浅等优点,可望代替传统浓硫酸作催化剂应用于DOP的合成.     

淀粉基减水剂对水泥及混凝土性能的影响

以玉米淀粉为生物基原材料,双氧水(H₂O₂)为绿色氧化剂,阳离子季铵盐为醚化剂,通过氧化-醚化反应制备了一种新型绿色淀粉基减水剂(SWR)。为评价SWR对水泥水化性能的影响,利用红外光谱分析(FT-IR)SWR制备过程中官能团的变化;对比SWR、聚羧酸减水剂(PWR)、萘系减水剂(NWR)三种减水剂对水泥减水率、Zeta电位、净浆流动度、胶砂强度、混凝土抗压强度性能的影响。结果表明,SWR分子链上引入了羧基与醚键。随减水剂掺量的增加,SWR的减水率逐渐增大,且较PWR、NWR有更优异的减水效果,以水泥质量为基准,SWR折固掺量的质量分数为1.0%时,减水率可达33%。Zeta电位分析表明,三者具有相近的电位绝对值,但SWR具有最大的经时电位绝对值。当减水剂掺量的质量分数低于0.6%时,三者的水泥净浆流动度较为相近,但继续增加减水剂用量,NWR的水泥净浆流动度更为突出。SWR胶砂试件的7 d与28 d抗折强度、抗压强度基本介于PWR与NWR胶砂试件之间;SWR混凝土7 d抗压强度最低,28 d时抗压强度最高,达49.6 MPa,表明SWR起到缓凝作用。综合分析,SWR减水剂具有较好减水与缓凝作用,同时可保证混凝土的强度性能,推荐SWR折固掺量的质量分数为1.0%。     

改性木质素磺酸盐减水剂的合成

以造纸黑液为原料,H2O2为氧化剂,Na2SO3为磺化剂,HCHO为羟甲基化试剂,经氧化、甲基化、磺化,合成了改性木质素磺酸盐减水剂,研究了反应温度、时间及药剂加入量对水泥净浆流动度的影响。结果表明,其最佳合成工艺条件为:氧化剂用量15%,反应温度80~90℃,时间1 h;甲醛用量30%,磺化反应温度95℃左右,时间3.5 h;pH值控制在9.5左右。在此条件下,改性木质素磺酸盐具有较好的减水性能,在掺量0.25%,水灰比0.4%的条件下,水泥净浆流动度可达到178 mm,已接近高效减水剂的减水性能。     

水泥中石膏对萘系减水剂作用效果的影响研究

混凝土外加剂与水泥相容性问题的影响因素很多,其中石膏的种类和掺量就是其中之一。以减水剂为例,其在水泥混凝土应用中存在饱和点,通过饱和点的变化可判定水泥与减水剂的相容性好坏。采用不同石膏掺量,不同高效减水剂掺量的水泥净浆试验,进行5,30,60min的净浆流动度的测试及饱和点的确定。结果表明,随着水泥中石膏含量的增加,减水剂的饱和点不断降低,饱和点时净浆流动度不断下降,水泥与减水剂的相容性越差。另外,还对石膏品种对减水剂相容性的影响进行了概要性的介绍。     

P·O42.5R水泥与复合减水剂相容性改善措施

以萘系减水剂和脂肪族减水剂复配获得高效减水剂,并通过添加葡萄糖酸钠改善复合减水剂与水泥混凝土的适应性。结果表明:掺有粉煤灰的P·O42.5R水泥与复合减水剂的相容性不好,加入缓凝剂葡萄糖酸钠后,复合减水剂与水泥的相容性提高。     

马来酸三乙醇胺酯对水泥水化的影响

为克服三乙醇胺早强剂对水泥抗折强度和后期强度的影响,合成了马来酸三乙醇胺酯,并通过背散射电子成像(BSE)和BET分析,研究了马来酸三乙醇胺酯对水泥水化程度、C-S-H含量和水泥水化28 d分形维数的影响。结果表明:马来酸三乙醇胺酯可促进水泥水化尤其是水泥中硅酸盐相的水化;复掺马来酸三乙醇胺酯和聚羧酸减水剂,可显著提高水泥水化产物中C-S-H的含量;三乙醇胺降低了水泥石28 d的分形维数,马来酸三乙醇胺酯单掺及与聚羧酸减水剂复掺则使水泥石28 d的分形维数提高。由此可见,马来酸三乙醇胺酯作为增强型水泥早强剂具有广阔的应用前景。     

SP炉窑灰对水泥与减水剂相容性影响的研究

研究了不同掺量的SP炉窑灰对水泥与萘系减水剂、氨基磺酸盐减水剂和聚羧酸盐减水剂的相容性的影响,同时还探讨了石灰石对水泥与萘系减水剂相容性的影响。结果表明,掺适量SP炉窑灰的水泥与萘系减水剂的相容性良好,水泥浆体初始流动度大,无泌水、聚结等现象,但与氨基磺酸盐减水剂和聚羧酸盐减水剂的相容性较差,分别表现为初始流动度低和泌水、聚结现象严重;掺加石灰石的水泥净浆初始流动度增大,流动度经时损失减小。     

水泥与多种高效减水剂相容性的统计性研究

使用日本的净浆流动度检验方法——T法流动度,对10种高效减水剂与5种水泥之间的相容性进行了交叉试验,旨在考察水泥与高效减水剂的相容性结果是否具有统计学的规律。结果显示,在本试验抽取样品范围内,无论是多个高效减水剂对水泥的相容性,还是多个水泥对高效减水剂的相容性,均具有很好的一致性,即相容性较差的高效减水剂对所有水泥的相容性均相对较差;相容性较差的水泥对所有高效减水剂的相容性均相对较差。     

聚醚大单体溶液pH对减水剂性能的影响

以甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和丙烯酸为主要原料,对聚醚单体溶液(底料)pH进行调控合成聚羧酸减水剂。通过测定聚醚转化率及减水剂相对分子质量及其分布以及评价减水剂的应用性能,确定了聚醚大单体溶液pH变化范围以及不同酸种类对减水剂性能的影响。结果显示,通过控制底料pH提高了聚醚大单体转化率,并且当底料pH控制为3时其转化率最高,由未调控pH的87.41%提升至pH为3时的95.43%,此时合成减水剂的分子量分布指数较小,由未调控pH时的3.183降至2.884;采用硫酸控制底料pH时,溶液中存在的硫酸盐为硫酸钠,其快速溶解减少了聚羧酸减水剂被水泥水化产物的包裹和消耗,更有利于提高聚羧酸减水剂分散性能。结果表明,通过控制聚醚大单体溶液pH的方式,在不改变减水剂合成工艺操作的前提下也可提升聚羧酸系减水剂的整体性能。     

利用正交试验方法研究普通硅酸盐水泥与高效减水剂的相容性

本文选定水泥细度、三氧化硫含量、碳酸钾掺量、混合材掺量及半水石膏和二水石膏比例五种参数,对若干普通硅酸盐水泥样品进行五因素四水平正交试验,通过水泥净浆流动度的测定,对比研究了不同参数、不同水平时水泥和高效减水剂的相容性,从而得到最优组合和影响因素的主次关系,验证了正交试验方法研究水泥和高效减水剂相容性的可行性。     

陶瓷抛光砖粉作混合材对水泥性能的影响

研究了陶瓷抛光砖粉作水泥混合材对水泥相关性能的影响。研究结果表明：抛光砖粉作水泥混合材时，水泥的标准稠度用水量增加，初凝时间缩短、终凝时间略有延长；水泥28d胶砂强度活性指数可达82％；抛光砖粉掺量在30％以下，随其掺量增加，Marsh时间明显延长，水泥浆体的流动性变差；抛光砖粉的掺入基本不影响水泥与聚羧酸类减水剂MB—SR3的饱和点，但影响水泥与萘系减水剂FDN的相容性。