SO42-/MxOy型固体超强酸研究进展

SO₄^2-/M_xO_y固体超强酸具有不腐蚀设备、污染小、耐高温、对水稳定性好和可重复使用等优点。综述了SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸的催化机理、失活原因、改性及表征方法,并对今后SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸的研究方向进行了展望。     

纳米固体超强酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

以纳米固体超强酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3为催化剂,催化环己酮和1,2-丙二醇的缩合反应,合成了环己酮1,2-丙二醇缩酮。研究焙烧温度、反应时间、酮醇物质的量比、带水剂用量和催化剂用量等对反应的影响。较适宜的反应条件为:环己酮200 mmol,酮醇物质的量比为1:1.1,催化剂用量为200 mg(占反应物总质量的2.9%),甲苯30 mL,温度(120～130)℃,反应2.5 h,环己酮1,2-丙二醇缩酮收率达97.4%,纯度98%。     

固体超强酸SO42－/TiO2催化合成氯乙酸异丙酯

研究了以氯乙酸和异丙醇为原料、锐钛晶型纳米TiO₂粉体制备的固体超强酸SO₄^2－/TiO₂为催化剂合成氯乙酸异丙酯。考察了催化剂的用量、反应物物质的量比、反应时间和催化剂的重复使用等因素对收率的影响。实验结果表明，最适宜条件为：氯乙酸用量0.2 mol，催化剂用量1.50 g，n(氯乙酸)∶n(异丙醇)＝1∶1.5，反应时间3 h，酯收率达96.3%。     

纳米SO2-4/SnO2固体超强酸催化合成环已酮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SO2-4/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SO2-4/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,SO2-4/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SO42-/Fe2O3-ZrO2的声化学制备及其催化酯化性能

采用超声共沉淀法制备SO₄^2-/Fe₂O₃-ZrO₂(SFZ)固体超强酸,用流动指示剂法测定其酸强度,通过BET及IR对其进行表征,并将样品用于催化乙酸和正丁醇的酯化反应。结果表明,超声共沉淀法制备的SO₄^2-/Fe₂O₃-ZrO₂固体超强酸比表面积及酸强度大(H₀≤-16.0),催化活性高,样品表面与SO₄^2-结合较牢固,重复使用时,催化活性变化不大。     

SO42－/SiO2-ZrO2固体超强酸催化乳酸乙酯的合成研究

采用溶胶-凝胶法制得SiO₂-ZrO₂基质材料，然后通过浸渍法制备SO₄^2－/SiO₂-ZrO₂固体超强酸。对SO₄^2－/SiO₂-ZrO₂固体超强酸催化乳酸乙酯的合成反应进行了研究。适宜的反应条件为：稀硫酸浸泡16 h，反应温度80 ℃，反应时间4 h，催化剂用量为每摩尔乳酸1.5 g。反应酯化率达92.7％。     

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%。     

纳米固体超强酸SO2-4/Fe2O3催化合成苯乙酮环乙二缩酮

采用纳米固体超强酸SO^2-₄/Fe₂O₃为催化剂,以苯乙酮和乙二醇为原料催化合成苯乙酮环乙二缩酮。优化了催化剂制备和反应条件,较适宜反应条件为：苯乙酮170 mmol,n(酮)∶n(醇)=1∶1.7,催化剂用量100 mg（占反应物总质量4.4%）,（98～112） ℃回流反应1.5 h,苯乙酮环乙二缩酮收率达94.2%。     

固体超强酸催化合成季戊四醇双缩环己酮的研究

以环己酮和季戊四醇为原料，在SO₄^2－/M_xO_y 型固体超强酸催化作用下合成季戊四醇双缩环己酮；考察反应温度、催化剂用量、反应时间和反应物配比对缩酮化反应收率的影响。结果表明，反应温度为190 ℃、催化剂用量为反应物总质量的6%、季戊四醇与环己酮的物质的量比为1∶3和反应时间为3 h时，季戊四醇双缩环己酮的收率达93.5%。     

固体超强酸催化合成苯乙酮1,2-丙二醇缩酮

研究了以专利SO2-4/MxOy型固体超强酸为催化剂催化合成苯乙酮1,2-丙二醇缩酮的反应.较系统地考察了反应温度、催化剂用量、反应时间以及带水剂对缩酮化反应的影响.实验结果表明:在n(1,2-丙二醇):n(苯乙酮)=1.4:1,固体超强酸催化剂用量为反应物总质量的8%,采用二甲苯作带水剂,反应3 h的优化条件下,苯乙酮1,2-丙二醇缩酮的收率可达94.67%.     

固体超强酸SO2-4/TiO2催化合成乙酸苯酯

以沉淀法制备了SO^2-₄/TiO₂和SO^2-₄/ZrO₂固体超强酸,采用Hammett指示剂对催化剂进行了表征。比较了不同催化剂对乙酸酐与苯酚直接酯化合成乙酸苯酯的催化活性,并考察了固体超强酸催化剂的制备条件及酯化反应条件对催化活性的影响。实验结果表明,SO^2-₄/TiO₂₂固体超强酸具有较高的催化活性,最佳合成条件：SO^2-₄/TiO₂于600 ℃焙烧4 h,固体超强酸SO^2-₄/TiO₂用量为原料总质量的3%,原料乙酸酐与苯酚物质的量比为1.05∶1.00,反应温度（140~150） ℃,反应时间1.5 h,乙酸苯酯收率为98.0%。     

SO2-4/TiO2固体超强酸薄膜化催化剂合成乙酸乙酯的研究

以多孔钛片为支撑体，制备了SO^2-₄/TiO₂固体超强酸薄膜化催化剂。在膜催化器上，考察了薄膜化催化剂对乙醇和乙酸合成乙酸乙酯的催化性能。结果表明，薄膜化催化剂显著提高了催化活性；当n（乙醇）∶n（乙酸）=1.5∶1、 原料流量3.0 mL·h^－1和反应温度为110 ℃时，乙酸乙酯收率达94.8%；用后薄膜催化剂的处理很方便，催化剂再生后可重复使用，对环境无污染。     

固体超强酸Tm-SO2-4/TiO2催化合成柠檬酸三丁酯

制备固体超强酸催化剂Tm-SO^2-₄/TiO₂,应用于柠檬酸和正丁醇的酯化反应,与浓硫酸和SO^2-₄/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-SO^2-₄/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-SO^2-₄/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3.5 h,催化剂用量占总投料量的质量分数为1.5%。     

环境友好催化合成环己酮1,3-丙二醇缩酮

以SO42--TiO2/A l2O3固体超强酸催化剂,通过环己酮和1,3-丙二醇的缩合反应,研究合成了环己酮1,3-丙二醇缩酮,较系统地研究了催化剂的活化温度、TiO2的负载量、催化剂用量、反应物配比、带水剂对缩合反应的影响。结果表明,在环己酮和1,3-丙二醇的缩合反应中,SO42--TiO2/A l2O3固体超强酸催化剂具有良好的催化活性和稳定性,催化剂的活化温度为500℃,TiO2的负载量为10%;n(环己酮)∶n(1,3-丙二醇)=1∶1.2,催化剂的用量1.0g,甲苯为带水剂,反应时间1.5 h。在最佳条件下,缩酮的产率可达99.1%,产品纯度为99.6%。