金属离子改性对纳米SO2-4/ZrO2 固体超强酸性能的影响

制备了一系列金属离子改性的SO42-/ZrO2固体超强酸(SZ).用N2吸附比表面积测定、X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、差热分析等方法对固体超强酸进行表征.以正己烷的裂解为探针反应,考察了固体超强酸催化剂的催化活性和乙烯选择性.实验结果表明,不同金属离子改性的SZ均为纳米粒子(粒径小于40 nm),但其催化剂的催化活性不同.金属离子和SO42-的共同作用使得ZrO2由四方晶形向单斜晶形转化的温度升高,晶粒粒度减小,比表面积增大,催化活性提高.催化剂催化正己烷裂解的活性由高到低的顺序为Ni/SZ＞Al/SZ＞Sn/SZ＞SZ＞Ag/SZ.     

固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2-NiO异构化性能的研究

首次利用尿素为沉淀剂,在常压较低反应温度下制备了具有对正戊烷有较高反应活性与很高异构化选择性的SO_(?)~(2-)/ZrO_2-NiO固体超强酸催化剂,系统研究了催化剂的掺镍量、灼烧温度、反应温度以及催化剂反应前处理条件对催化剂活性及异构化选择性的影响,发现当Zr:Ni=52:10(原子比)时,正戊烷的平均转化率可达44.6％,异构化选择性接近于100％,是相当理想的正戊烷异构化催化剂。     

有机溶剂处理对固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2催化性能的影响

系统地研究了不同有机溶剂处理Zr(OH)_4对固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2催化性能的影响。发现不同有机溶剂处理对催化剂性能的影响有较大区别。经乙醚处理后,催化剂的反应活性大大提高,而经乙醇处理后,反应活性明显降低。利用吸附NH_3的TPD、FT-IR、XRD分析和重量法分析6mol/l HCI处理催化剂时SO_4~(2-)的洗脱量等手段研究有机溶剂处理对SO_4~(2-)/ZrO_2催化性能影响的原因。     

SO_4~(2-)/M_nO_m型固体超强酸及其制备技术

ＳＯ２－４／ＭｎＯｍ型固体超强酸及其制备技术华卫琦周力吴肖群吕德伟（浙江大学联合反应工程研究所，杭州３１００２７）ＨｕａＷｅｉｑｉ，ＺｈｏｕＬｉ，ＷｕＸｉａｏｑｕｎａｎｄＬｕＤｅｗｅｉ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＵｎｉｔｅｄＲｅａｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅ...     

SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化机理和改性研究进展

阐述了SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸的结构和酸中心形成机理,综述了SO_4~(2-)/M_xO_y催化剂改性研究最新进展,包括制备方法的改进、促进剂改性、载体改性等。指出今后应加强对固体超强酸催化机理、活性位的形成、酸位结构及表征的研究,并通过改性提高其催化活性和选择性。     

SO_4~(2-)/ZrO_2类固体超强酸的研究进展

在硫酸促进氧化物型固体超强酸催化剂中 ,ＳＯ2 - 4/ＺｒＯ2 催化剂具有酸强度高、制备容易等优点而受到广泛关注。近二十年来 ,有关这类超强酸催化剂的研究一直是催化学科的热点研究课题。大量的研究工作集中在催化剂的制备方法、酸性及结构表征、催化剂的改性研究及催化作用等方面。本文主要介绍近年来国内外在ＳＯ2 - 4/ＺｒＯ2 类固体超强酸在上述方面的研究进展。1　制备方法的研究进展　　通常制备ＳＯ2 - 4/ＺｒＯ2 催化剂的方法是用一定浓度的 (ＮＨ4) 2 ＳＯ4溶液或Ｈ2 ＳＯ4溶液浸渍Ｚｒ(ＯＨ) 4 ,然后在空气中于 773～ 92 2Ｋ焙…     

固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2的制备与表征

采用沉淀-浸渍法制备了SO_4~(2-)/ZrO_2型固体超强酸,采用FTIR法、Hammett指示剂法及碱滴定法对其进行了表征,考察了浸渍液浓度、焙烧温度及焙烧时间对SO_4~(2-)/ZrO_2酸强度、酸量的影响并在单因素研究结果基础上,采用相应面法优化分析了影响表面酸量的制备条件。研究结果表明,SO_4~(2-)/ZrO_2的最佳制备条件为:浸渍硫酸浓度1.0mol/L、焙烧温度550℃、焙烧时间4h,此时超强固体酸酸量可达1.83mmol·g~(-1)。     

固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2催化合成葡萄糖五乙酸酯

合成了 SO2 - 4 /Mx Oy 型固体超强酸催化剂 ,并考察了催化剂种类和制备条件对催化活性的影响。发现SO2 - 4 /Ti O2 催化活性比 SO2 - 4 /Zr O2 和 SO2 - 4 /Fe2 O3高 ;Mx Oy 型氧化物在 1 mol/L H2 SO4溶液中浸渍 1 4 h,60 0℃下焙烧 3h催化活性最高。以自制的固体超强酸 SO2 - 4 /Ti O2 作为催化剂 ,通过葡萄糖和乙酸酐反应合成葡萄糖五乙酸酯 ,并探讨了诸因素对产率的影响。实验表明 :糖酸摩尔比 1∶ 6.0 ,催化剂用量 9% ,反应时间3h,反应温度 1 1 5～ 1 2 0℃ ,产率可达 86.4 %。     

SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸催化剂上异丁烷与丁烯烷基化的研究

在固定床连续性微反活性评价装置上 ,考察了异丁烷与丁烯在SO4 2 - /ZrO2 系列固体超强酸催化剂上烷基化反应的活性和选择性 ,借助XRD、DTA、NH3-TPD等分析方法对SO4 2 - /ZrO2 催化剂的结构和性能进行了表征。结果表明 ,SO4 2 - /ZrO2 催化剂表面酸性位的强度与焙烧温度密切相关。同时 ,SO4 2 - /ZrO2 固体超强酸催化剂上的中强酸位是烷基化反应的主要活性位 ,但酸强度越高 ,其比活性越高 ,而目标产物三甲基戊烷选择性越低。SO4 2 - /ZrO2 催化剂的弱酸位有利于烯烃齐聚反应 ,强酸位有利于裂化反应 ,氢转移、异构化反应一般发生在中强酸位 ,与烷基化反应要求的酸性位很接近 ,烷基化反应酸强度控制在 -8 1～ -12 7为宜     

Ni~(2+)和Sn~(2+)改性的SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸催化剂对稠油的降黏性能

稠油黏度高的特性使其开采难度较大。为降低胜利油田稠油的黏度,制备了金属离子(Ni2+和Sn2+)改性的SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂,考察了这两种催化剂对稠油的降黏性能。实验结果表明,Ni2+和Sn2+改性的SO24-/ZrO2固体超强酸催化剂能在较低的温度下催化稠油降黏,在反应温度240℃、压力3~4MPa、反应时间24h、稠油与催化剂质量比100∶0.05的条件下,稠油的黏度由0.319Pa.s分别降至0.135Pa.s和0.163Pa.s,降黏率达57.7%和48.9%。反应后,稠油中的饱和烃含量增加,芳烃、胶质和沥青质含量减少,杂原子S和N的含量降低。同时发现,水的存在对稠油降黏不利。     

SO_4~(2-)/ZrO_2-TiO_2-La固体酸催化合成乙酸正丁酯

采用低温陈化法制得SO2 - 4/ZrO2 -TiO2 -La复合固体超强酸 ,应用于乙酸正丁酯的合成中 ,在反应时间 2h ,醇酸摩尔比 1/2 5 ,催化剂用量为反应物质量的 1 7%时 ,酯的产率高达 97 6%。实验发现该催化剂使用后无需任何处理 ,可重复使用多次 ,是一种贮存稳定性高、选择性好的环境友好催化剂。     

SO_4~（2－）／ZrO_2超强酸催化剂的结构表征

用ＢＥＴ法分析了制备条件对ＳＯ＿４￣（２－）／ＺｒＯ＿２超强酸催化剂的比表面和孔结构的影响，用ＳＥＭ观察了催化剂的表面形貌。结果表明，引人ＳＯ＿４￣（２－）后催化剂的比表面和比表面的热稳定性都增大了，在Ｈ＿２ＳＯ＿４浓度为１．０ｍｏｌ／１和焙烧温度约７７３Ｋ时催化剂的比表面较大。制备Ｚｒ（ＯＨ）＿４时用浓氨水得到的催化剂的比表面、平均孔径和孔体积都较大。ＳＯ＿４￣（２－）／ＺｒＯ＿２催化剂的孔为平均孔径３－５ｎｍ的中孔。ＳＥＭ结果表明，ＳＯ＿４￣（２－）／ＺｒＯ＿２催化剂的表面为很不平整的蜂窝状。     

固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2-TiO_2催化合成丙烯酸异丁酯

采用浸渍法制备了固体超强酸 SO2 -4 / Zr O2 Ti O2 多相催化剂 ,用于催化丙烯酸与异丁醇反应合成丙烯酸异丁酯 (IBA)。研究了催化剂制备及 IBA合成的适宜工艺条件 :H2 SO4 浓度为 0 .6mol/ L,焙烧温度550℃ ,焙烧时间 4 h,丙烯酸与异丁醇的摩尔比为 1∶ 1 .2 0 ,催化剂和阻聚剂用量分别为丙烯酸质量的 4 %和0 .0 5% ,反应温度 1 2 5℃ ,反应时间 2 .5h。实验结果表明 ,催化剂有良好的催化活性 ,丙烯酸的酯化率可达84 .6%     

SO_4~(2-)/Zr-SBA-15介孔材料的合成及其催化性能

在乙醇蒸气中以硝酸锆为原料,用浸渍晶化法合成了一系列Zr-SBA-15介孔分子筛,并采用XRD、N2吸附-脱附、元素分析和吡啶吸附红外光谱法对其进行了表征。表征结果显示,Zr-SBA-15分子筛孔道规整,ZrO2呈四方相,当n(Zr)∶n(Si)=1.34时,ZrO2质量分数达50.53%,比表面积为356m2/g。用硫酸浸渍Zr-SBA-15分子筛制得SO42-/Zr-SBA-15介孔固体超强酸,它同时具有L酸和B酸中心,且L酸量较大。以正戊烷异构化为探针反应评价了SO42-/Zr-SBA-15的催化活性,在35℃、SO42-/Zr-SBA-15(n(Zr)∶n(Si)=2.15)用量0.5g、正戊烷25μL的条件下反应3h,正戊烷转化率高达46.6%。     

SO_4~(2-)/ZrO_2-TiO_2固体酸催化剂的制备条件对苯与1-十二烯烷基化反应的影响

利用沉淀-浸渍法制备了SO42-/ZrO2-T iO2固体酸催化剂(简称SO42-/ZrO2-T iO2催化剂),考察了SO42-/ZrO2-T iO2催化剂的制备条件对苯与1-十二烯烷基化反应的影响,并通过红外光谱、X射线衍射及BET比表面积测定对SO42-/ZrO2-T iO2催化剂结构进行了初步表征。实验结果表明,SO42-/ZrO2-T iO2催化剂具有良好的催化活性;适当的T iO2含量、焙烧温度、焙烧时间和浸渍液硫酸溶液的浓度能提高SO42-/ZrO2-T iO2催化剂的中强酸中心含量,有利于提高直链十二烷基苯(LAB)和2-十二烷基苯(2-LAB)的选择性。优化的SO42-/ZrO2-T iO2催化剂制备条件为:n(Zr)∶n(T i)=1.50、焙烧温度500℃、焙烧时间3.0h、硫酸溶液的浓度2.0m ol/L、室温陈化。在此条件下,1-十二烯的转化率达到99.5%,LAB及2-LAB选择性分别为92.2%和89.3%。