新型磷酸酯的合成及萃取性能研究

采用芳香基酚与P_2O_5酯化反应,制备新型磷酸酯萃取剂,并对其在高浓度硫酸体系下萃镓性能进行研究。实验表明,最佳合成条件为:(1)酯化反应:n(P_2O_5)/n(辛基酚)=4∶3,反应时间4 h,反应温度75℃,溶剂用量V(环己烷)(L)/n(P_2O_5)(mol)=1∶1;(2)水解反应:加入水量n(H_2O)=0.75n(P_2O_5),水解时间1.5 h。在此条件下,磷酸酯收率99%。磷酸酯萃取剂用于锌湿法冶炼渣的硫酸浸出液(H_2SO_420~100 g/L)萃取,可选择性萃取Ga,Ga单级萃取率80%以上,2级萃取97%以上,实现Ga与Zn、Cu、Ge分离。     

新型磷酸酯的合成及萃取性能研究

采用芳香基酚与P_2O_5酯化反应,制备新型磷酸酯萃取剂,并对其在高浓度硫酸体系下萃镓性能进行研究。实验表明,最佳合成条件为:(1)酯化反应:n(P_2O_5)/n(辛基酚)=4∶3,反应时间4 h,反应温度75℃,溶剂用量V(环己烷)(L)/n(P_2O_5)(mol)=1∶1;(2)水解反应:加入水量n(H_2O)=0.75n(P_2O_5),水解时间1.5 h。在此条件下,磷酸酯收率99%。磷酸酯萃取剂用于锌湿法冶炼渣的硫酸浸出液(H_2SO_420¹00 g/L)萃取,可选择性萃取Ga,Ga单级萃取率80%以上,2级萃取97%以上,实现Ga与Zn、Cu、Ge分离。     

对甲苯磺酸铜催化合成乙酸环己酯

研究了对甲苯磺酸铜催化乙酸与环己醇的酯化反应,考察了物料配比、催化剂用量、反应时间和带水剂用量等因素对酯化率的影响。实验结果表明,反应的优化条件是乙酸用量为0·2mol,n(环己醇)∶n(乙酸)=1·4,甲苯磺酸铜用量为1·2g,带水剂环己烷为15mL,回流反应60min后酯化率可达96·7%,催化剂重复使用7次仍可保持较高活性。     

载体对Li-Mn氧化物催化甲烷氧化偶联反应作用

采用浸渍法制备不同金属氧化物载体负载的Li-Mn/MO_x(M=Mg,La,Ti,Si,Zr,Ta)催化剂,对其甲烷氧化偶联反应活性进行评价。结果表明,以TiO_2为载体制备的Li-Mn/TiO_2催化剂具有较高的CH_4转化率和C2烃选择性,C_2烃产率显著提高,金属氧化物TiO_2是Li-Mn复合氧化物的优良催化剂载体。n(Li)∶n(Mn)=1.0∶2.0形成的Li-Mn/TiO_2催化剂具有最高的CH_4转化率和C_2烃选择性,n(C_2H_4)∶n(C_2H_6)的增加有助于提高反应产物中C_2H_4的相对浓度,W元素的添加未能进一步提高Li-Mn/TiO_2催化剂的催化活性。Li-Mn/TiO_2催化剂在n(Li)∶n(Mn)=1.0∶2.0、反应温度775℃、反应压力0.1 MPa、V(CH_4)∶V(O_2)=2.5、空速7 200 m L·(h·g)~(-1)和催化剂用量0.5 g条件下,CH_4转化率达31.9%,C_2选择性达52.7%,表现出最佳催化效果。     

磺酸功能化离子液体催化合成α-甲基丙烯酸十二酯

以磺酸功能化离子液体代替对甲苯磺酸为催化剂催化合成α-甲基丙烯酸十二酯,比较不同离子液体的催化性能,选出最佳催化剂,探索其催化的最优条件并考察离子液体的循环使用效果,最终找到离子液体代替对甲苯磺酸做催化剂的优势。结果表明[(CH_3CH_2)_3N(CH_2)_3SO_3H][HSO_4]离子液体催化效果最好,最优条件为m([(CH_3CH_2)_3N(CH_2)_3SO_3H][HSO_4])/m(total)×100%=1.4%,n(α-methacrylic acid):n(lauryl alcohol)=2.0:1.0,m(inhibitor)/m(total)×100%=0.05%,反应温度为140℃,反应时间为4 h,酯化产率可达71.0%。循环使用5次后,酯化产率无明显下降。离子液体代替对甲苯磺酸做催化剂,提高了酯化产率,减少了粗酯处理中碱液和水的用量,从而减少了废水排放量,降低对环境的污染。     

SO_4~(2-)/TiO_2/高岭土催化合成丙二酸二乙酯

利用共沉淀-浸渍法制得固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2/高岭土。以丙二酸和无水乙醇为原料,SO_4~(2-)/TiO_2/高岭土为催化剂,催化合成丙二酸二乙酯。考察了合成时间、不同带水剂、带水剂使用量、n(乙醇)∶n(丙二酸)、催化剂使用量、催化剂的重复使用性能等反应条件对酯化反应效率的影响。结果表明,在n(丙二酸)=0.10 mol、n(乙醇)∶n(丙二酸)=3.0、w(催化剂)=7%、带水剂V(环己烷)=5 mL、t=3 h的条件下,酯化率可达89.60%,催化剂重复使用6次,仍具有较高的活性,表明固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2/高岭土催化剂具有良好的催化活性和重复使用性,可以广泛应用于催化反应中。     

硅胶固载氧化镓非均相催化合成乙酸丁酯

在氧化镓固载量为20%,500℃焙烧2 h的条件下制备了硅胶固载氧化物型非均相酯化催化剂Ga2O3/S iO2,用于催化合成乙酸丁酯,考察了催化剂用量、n(正丁醇)∶n(乙酸)、环己烷用量、反应时间、带水剂用量和催化剂重复使用性等因素对酯化率的影响。结果表明,该催化剂催化合成乙酸丁酯的适宜反应条件为:乙酸0.2 mol,n(正丁醇)∶n(乙酸)=1.8,催化剂1.25 g,回流反应1 h,酯化率达99.62%。     

羟基新戊醛加氢制新戊二醇催化剂及工艺

采用均匀沉淀法制备了4种金属氧化物(Co、Mn、Ni、Zn)修饰的Cu/Si O2催化剂,并用于催化羟基新戊醛(HPA)低压下加氢合成新戊二醇(NPG),在固定床连续反应装置上研究了不同助剂及反应条件对催化剂性能的影响。其中,Co修饰的Cu/Si O2催化剂,在压力0.10~0.62 MPa、反应温度90℃、HPA质量分数11.24%、n(H2)∶n(HPA)=4∶1和液时空速1.4 h-1的条件下,羟基新戊醛转化率大于99.0%,新戊二醇选择性接近100%。利用XRD、BET和TG表征了不同助剂修饰前后催化剂的物化特性。结果表明:经Co修饰后的催化剂并没有改变Cu O的晶相结构,而且阻止了Cu O晶粒生长,同时增强了活性组分和载体之间的相互作用。     

叶状ZnFe_2O_4/ZnO类Fenton光催化剂的制备及降解邻苯二甲酸二丁酯

通过水热法,以Zn(CH_3COO)_2·2H_2O和(NH_4)_2Fe(SO_4)_2·6H_2O为反应物,成功制备了叶状ZnFe_2O_4/ZnO Fenton复合光催化材料,分析了所制备的样品的其形貌、结构和光学性质。加入H2O2后通过在可见光(波长≥420 nm)下降解了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)研究了样品的光催化性能。结果表明,ZnFe_2O_4/ZnO在210 min内能将降解92%的DBP,具有比纯相ZnFe_2O_4(降解70%的DBP)更高的活性,其活性更高的原因是ZnFe_2O_4和ZnO之间形成的异质结与ZnFe_2O_4和H_2O_2形成的类Fenton催化剂的协同作用的结果。     

逆уCeO2/CuχCo1-χOδ催化剂的制备 及其CO催化氧化性能

以Cu(NO_3)_2·3H_2O、Co(NO_3)_2·6H_2O、Ce(NO_3)_3·6H_2O和(NH_4)_2CO_3为原料,采用共沉淀法-浸渍法结合的制备方式,制得逆负载型уCe O_2/Cu_χCo_(1–χ)O_δ催化剂(у=0、5%、15%、25%;χ=0～1.0;δ=1.0～1.4)。通过XRD、BET、H_2-TPR、XPS考察了Cu O和Co_3O_4质量比[m(Cu O)∶m(Co_3O_4)]、表面Ce O_2负载量(у)(以Cu_χCo_(1–χ)O_δ质量为基准,下同)对逆负载уCe O_2/Cu_χCo_(1–χ)O_δ催化剂催化氧化CO性能的影响。结果表明,15%Ce O_2/Cu_(0.2)Co_(0.8)O_δ[m(Cu O)∶m(Co_3O_4)=0.2∶0.8]催化剂催化性能最佳。常压下,当反应温度为75℃时,CO转化率可达100%。由于15%Ce O_2/Cu_(0.2)Co_(0.8)O_δ比表面积较大,两相界面较多,进而使得Ce O_2与Cu—O—Co固溶体相互作用较强,表面存在较多的氧空穴、Cu~+和Co~(3+),催化剂还原温度较低,催化活性较好。     

铈磷钼钒杂多酸盐催化过氧化氢氧化环己烷

用稀土元素铈取代磷钼钒杂多酸合成了Keggin型稀土铈磷钼钒四元杂多酸盐(Ce HPMo11VO40·n H_2O),采用XRD和FTIR对该杂多酸盐的结构进行了表征。并将其作为催化剂应用于H_2O2氧化环己烷制备环己醇和环己酮的反应中,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间、H_2O2用量对反应的影响。实验结果表明:反应最佳条件为n(环己烷)=0.1mol,n(Ce HPMo11VO40·n H_2O)=0.2 mmol、反应温度为75℃、反应时间为9 h、n(H_2O2)=0.2 mol(质量分数为30%),在此条件下,环己烷的转化率达到41.29%,环己醇和环己酮的总收率可达27.49%。     

SBA-15负载金属锡催化α-蒎烯环氧化反应

采用水热合成法,以P123为模板剂制备介孔材料SBA-15,然后通过SnCl_4·5H_2O浸渍负载及硫酸浸渍,进一步合成介孔催化剂SO~(2-)_4/Sn/SBA-15。通过IR、TG、SEM和TEM进行表征,并将负载型介孔分子筛SO~(2-)_4/Sn/SBA-15用于催化α-蒎烯的环氧化反应。讨论n(SBA-15)∶n(SnCl_4·5H_2O),催化剂加入量,n(环氧化试剂过氧乙酸)∶n(原料)对环氧化产物得率的影响。结果表明:n(SBA-15)∶n(SnCl_4·5H_2O)为5∶1,催化剂加入量为2.5%,n(CH_3COOOH)∶n(α-蒎烯)=1.2∶1.0时,α-蒎烯的转化率为95.4%,产物2,3-环氧蒎烷的得率为88.82%。     

双催化剂床层在甲烷催化转化中的应用

采用双催化剂床层进行甲烷催化转化,同时制备乙烯和合成气。所得产物体积比适用于乙烯氢甲酰化制丙醛工艺。为避免氧气在第一个床层的过渡消耗,采用中等活性的Co/γ-Al_2O_3进行第一个床层上的甲烷部分氧化(POM)反应,第二床层则采用Na_2WO_4/Mn/SiO_2催化剂进行氧化偶联(OCM)反应。可以通过控制2种催化剂的用量来改变产品分布。当进料比V(CH_4)∶V(O_2)=3、进料速度为150 cm3/min、催化剂相对用量(Co/γ-Al2O3+Na2WO4/Mn/SiO_2)为(0.01+0.16)g时,可以得到产物设计比例V(CO)∶V(H_2)∶V(C2H4)=1.1∶1∶1.2,且CO和C_2H_4总收率约为18.5%。     

Co负载量对Co/TiO2催化CO2甲烷化性能影响

采用沉淀-沉积法制备出w(Co)=10%、15%、20%和25%的Co/TiO_2催化剂,并用于催化CO_2甲烷化反应。通过XRD、TEM、N_2吸附-脱附、H_2程序升温还原(H_2-TPR)和CO_2程序升温脱附(CO_2-TPD)对催化剂进行了表征与测试。结果表明,Co的负载影响了催化剂中Co3O4晶粒尺寸、比表面积、孔径以及催化剂的还原性能,且Co物种与TiO_2载体发生了强相互作用。其中,w(Co)=20%的Co/TiO_2催化剂中Co颗粒平均尺寸约为8nm,比表面积及孔径分别为40.9 m2/g和6.96 nm,且Co分散度达10.1%,从而更有利于CO_2甲烷化反应。此外,w(Co)=20%的Co/TiO_2催化剂表面具有最大的中强碱位量(28μmol/g),从而可活化更多的CO_2。活性测试结果表明,当反应温度为400℃、压力0.5 MPa、原料气空速3 600 m L/(g·h)、V(H_2)/V(CO_2)=4时,w(Co)=20%的Co/TiO_2催化剂的活性最好,其CO_2转化率和CH_4选择性可分别达到69.9%和98.3%,且在20 h内保持稳定。     

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%。     

酸铵催化H_2O_2氧化环己烯合成己二酸

以(NH_4)_5[H_2(WO_4)_6]·H_2O为催化剂,用H_2O_2氧化环己烯合成己二酸。探讨了催化剂用量、H_2O_2用量、反应温度和时间等条件对反应的影响。在优化工艺[n(环己烯):n(H_2O_2):n(钨酸铵)=100:440:1,反应温度为92℃,反应时间6h]条件下,己二酸分离收率可达81.4%,纯度为99.8%。催化剂重复使用3次,己二酸收率稳定。     

CuAl类水滑石的合成及其对地下水中SO_4~(2-)吸附的探究

以Al(NO_3)_3·9H_2O、Cu(NO_3)_2·3H_2O为原料,采用共沉淀法合成Cu-Al类水滑石。并对Cu-Al类水滑石进行了TG、FTIR、XRD、SEM的表征,探讨了Cu/Al反应配比、吸附温度、pH值、吸附时间、共存离子等因素对SO_4~(2-)吸附的影响。结果表明:用n_(Cu)/n_(Al)=2∶1的Cu-Al类水滑石作为吸附剂,在pH=7,吸附温度在40℃,吸附时间为20min,对SO_4~(2-)吸附率最高达到94%,F-的共存对SO_4~(2-)吸附有影响。     

HClO_4-SiO_2催化合成乙酸环己酯

以HClO4-SiO2为催化剂,乙酸和环己醇为原料,环己烷为带水剂,催化合成乙酸环己酯。研究了酸醇比、催化剂用量、反应时间和带水剂用量等因素对酯化率的影响。确定最佳反应条件为:n(乙酸):n(环己醇)=1:1.1,催化剂用量为乙酸质量的4%,反应时间为3 h,酯化率达到94.4%。催化剂连续使用6次,催化活性无明显降低。     

新型催化剂La_2(SO_4)_3/SiO_2催化合成乙二醇乙醚乙酸酯

以La_2O_3为镧源,粗孔硅胶为载体,制备了新型稀土盐催化剂La_2(SO_4)_3/SiO_2。采用上述催化剂,以乙二醇乙醚和乙酸为原料,通过单因素法,考察了乙二醇乙醚与乙酸的物质的量比、催化剂、带水剂用量、反应温度、时间对反应的影响,得到了合成乙二醇乙醚乙酸酯的适宜的条件:以乙二醇乙醚0.2mol计,n(乙二醇乙醚)∶n(酸)=1∶1.5,m(La_2(SO_4)_3/SiO_2)∶m(乙二醇乙醚)=0.045∶1,带水剂环己烷10 m L,加热温度120℃,反应时间2 h,在此适宜条件下乙二醇乙醚乙酸酯收率达到96%以上。采用IR、核磁对产品进行了表征。     

甲苯氧化制备苯甲醛工艺研究

研究了在常压下以Co/Mn/Br为催化剂、醋酸为溶剂的甲苯液相选择性氧化制备苯甲醛的反应过程。比较了不同类型催化剂对反应的影响,考察了反应温度与钴含量的影响,确定温和氧化条件下Co/Mn/Br的优化配比关系,获得了优化反应条件:催化剂为Co(OCOCH3)2/MnSO4—Mn(OCOCH3)2/C2H2Br4,反应温度98℃,n(Co)∶n(甲苯)=3.0∶100,n(Br)∶n(Co)=0.24%,n(Co)∶n(Mn)=3∶1。在该条件下甲苯转化率为48.69%,苯甲醛产率可达21.02%。