SO42-/ZrO2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SO24-/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SO42-/ZrO2催化剂的结构和性能进行了表征.结果表明,SO42/ZrO2催化剂表面酸性位的强度与焙烧温度密切相关.同时,Sq2-/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.SO42-/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.     

SO2/4-/ZrO2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SO24-/ Zr O2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SO42-/ZrO2催化剂的结构和性能进行了表征.结果表明,SO42/ Zr O2催化剂表面酸性位的强度与焙烧温度密切相关.同时,Sq2-/ Zr O2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.SO42-/Zr O2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.     

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     

SO2-4/ZrO2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.     

SO42-/ZrO2催化剂纯化芳烃的研究

实验合成了SO42-/ ZrO2 (SZ)固体超强酸催化剂,并用于脱除重整油中的微量烯烃。探究了浸渍液浓度、焙烧温度、沉淀剂的种类和用量对催化剂脱烯烃性能的影响。采用XRD、SEM、TG-DTG、FTIR、py-IR等表征手段对催化剂的物相结构及表面性质进行分析。结果表明,SO42-/ZrO2固体超强酸的催化活性远高于工业白土的催化活性。以氨水为沉淀剂,硫酸为浸渍液,在沉淀终点PH>9.46,650℃的条件下焙烧以及浸渍液浓度为2.0 mol/L时芳烃精制的性能最佳。引入的SO42-有助于增加四方晶型ZrO2的含量,从而提高催化剂的酸量以及催化活性。同时,焙烧温度对SO42-/ZrO2的结构、组成和性质有较大的影响。     

苯胺N-甲基化反应固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2-TiO_2催化剂的制备与表征

SO42-／ZrO2－TiO2型固体超强酸催化剂对苯胺N-甲基化反应有较高的催化活性和选择性。共沉淀方法制备，指示剂测定其Hammett常数H0≤-11．35，氧化物表面结合SO42-为螫合形双配位，吸收吡啶红外光谱分析表明催化剂具有B酸和L酸两种酸中心。     

SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3固体酸催化剂的表征及其催化合成均苯四甲酸四异辛酯

用共沉淀法制备了系列SO42-/T iO2-A l2O3固体酸催化剂,用X射线衍射、NH3程序升温脱附、热重分析、X射线能谱、红外光谱、等温吸附等方法对SO42-/T iO2-A l2O3固体酸催化剂进行了表征。表征结果表明,SO42-/T iO2催化剂中加入A l可以阻止T iO2的晶化;增加固体超强酸表面酸强度和酸量;稳定催化剂表面的S,减少其在高温焙烧下的流失量;增大催化剂的比表面积。SO42-/T iO2-A l2O3固体酸催化剂在合成均苯四甲酸四异辛酯的反应中有很高的活性,在A l摩尔分数23.1%、焙烧温度400℃时,催化活性最好,反应2h后,转化率达到98.2%。     

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%。     

稀土复合固体超强酸SO42-/ZrO2-Nd2O3催化合成乙酸正丁酯

以纳米稀土复合固体超强酸SO42-/ZrO2-Nd2O3为催化剂,乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯.通过正交试验考察了反应条件对酯化率的影响.结果表明,最佳的反应条件是:乙酸用量为0.2 mol时,乙酸与正丁醇摩尔比为1∶1.4,催化剂用量为1.0g,回流分水反应时间为120 min.在此条件下,酯化率可达98.8%.实验还发现,稀土复合固体超强酸SO42-/ZrO2-Nd2O3可多次重复使用并可活化再生,是一种稳定性高、选择性好的新型环境友好催化剂.     

SO2-4/ZrO2固体超强酸的制备及其催化合成ETBE的研究

采用沉淀-浸渍法制备了负载型SO2-4/ZrO2固体超强酸催化剂,运用IR、XRD等方法表征所制备催化剂的物化性质.结果表明,所制备的催化剂具有固体超强酸催化剂的特征,酸性与焙烧温度有关,适当提高焙烧温度有利于样品酸强度的提高,但焙烧温度过高会导致脱硫;浸渍液H2SO4浓度高有利于提高催化剂的硫含量,但是浓度过高,会在催化剂上形成硫酸盐,从而降低催化剂的比表面积和酸性.采用制备的催化剂气相催化乙醇与叔丁醇合成乙基叔丁基醚反应,乙基叔丁基醚的选择性为54.71%.     

固体超强酸在催化正己烷异构化反应中失活的研究

研究了固体超强酸催化剂SO4^2-／ZrO2及负载型SO4^2-／ZrO2-SiO2催化剂在催化正己烷异构化反应中的失活与再生问题。结果表明，在催化正己烷异构化反应过程中，催化剂SO4^2-／ZrO2和SO4^2-／ZrO2-SiO2均存在明显的失活现象。失活的主要原因是积炭覆盖了催化剂表面的超强酸中心，但可通过烧炭的方法除去表面的积炭而使催化剂再生。再生后的催化剂的活性并没有明显降低。催化剂SO4^2-／ZrO2-SiO2的催化活性明显低于SO4^2-／ZrO2，催化剂制备过程中焙烧温度有显著的影响。通过对催化剂积炭过程的动力学分析，提出了失活过程的模型，并依此计算了固体超强酸催化烷烃异构化反应的积炭反应的表观活化能。     

SO2-4 /ZrO2催化烷烃异构化反应的研究进展

概述了SO2 -4/ZrO2固体超强酸催化剂的制备方法,详细介绍了浸渍液浓度、沉淀剂、焙烧温度、金属前体、形成沉淀时的pH和陈化温度等制备条件对SO2 -4/ZrO2催化剂活性的影响,综述了SO2 -4/ZrO2催化剂的改性方法及SO2 -4/ZrO2催化剂催化烷烃异构化反应的研究进展,并在此基础上对SO2 -4/ZrO2催化剂今后的研究发展方向进行了展望.     

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.     

SO42-/ZrO2型固体超强酸催化剂改性制备

综述了近年来国内外SO42-/ZrO2型固体超强酸催化剂的改性制备,其制备方法包括共沉淀法、溶胶-凝胶法、浸渍-沉淀法,讨论了催化剂组分及制备工艺条件对催化活性的影响.     

固体超强酸SO24-/ZrO2-Al2O3催化正丁烷异构化反应研究

在固体超强酸SO24-/ZrO2基础上添加Al2O3,利用Al2O3与ZrO2的相互作用,制备了复合氧化物固体超强酸SO24-/ZrO2-Al2O3,并通过XRD、XPS、FTIR等实验技术对催化剂的体相结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性进行了研究.结果表明,Al2O3的引入稳定了四方晶相的ZrO2,抑制了ZrO2由四方晶相向单斜晶相的转变,使催化剂活性显著提高,Al2O3含量为1.5%的样品异丁烷最高收率达31.7%,选择性达65.5%.     

SO_4~(2-)/ZrO_2-SiO_2的制备及其催化合成丁酸丁酯

采用分别沉淀/混合沉淀法、改性共沉淀法和以硅溶胶为硅源的共沉淀法制备了SO42-/ZrO2-S iO2固体超强酸催化剂;考察了沉淀剂及沉淀终点的pH等制备条件对分别沉淀/混合沉淀法制备的SO42-/ZrO2-S iO2催化剂催化合成丁酸丁酯活性的影响;探索了ZrO2-S iO2的制备方法、反应时间对SO42-/ZrO2-S iO2催化剂活性的影响。实验结果表明,以硝酸铵为沉淀剂,当沉淀终点的pH为7~8时,采用分别沉淀/混合沉淀法制备的SO42-/ZrO2-S iO2催化剂的活性较高(酯化率88.7%),但分别沉淀/混合沉淀法制备的ZrO2-S iO2组成不均匀;以硅溶胶为硅源采用共沉淀法制备的SO42-/ZrO2-S iO2催化剂催化合成丁酸丁酯,在正丁醇0.48m ol、正丁酸0.40m ol、反应时间3h、不添加任何带水剂的条件下,酯化率高达96.4%,该方法制备的催化剂稳定性和再生性能好,制备成本低。     

SO42-/Mx Oy型固体超强酸的改性及其研究进展

SO42-/MxOy型固体超强酸是一种新兴的绿色催化剂,在有机合成、废水处理等领域有着广泛的应用.简单分析了SO42-/MxOy型固体超强酸的失活原因,综述了国内外近年来SO42-/MxOy型固体超强酸在载体、促进剂及贵金属的引入等方面的改性方法,并指出了固体超强酸的发展方向.     

SO_4~(2-)/ZnO-ZrO_2/La~(3+)催化合成D,L-丙交酯

采用滴定沉淀法制备了系列稀土复合固体超强酸SO42-/ZnO-ZrO2/La3+,并用FTIR和SEM等手段表征了该固体超强酸的结构。表征结果显示,SO42-在ZnO和ZrO2表面是以螯合和桥式双配位两种形式与Zn和Zr结合的,SO42-/ZnO-ZrO2/La3+中出现了棱柱形的ZnO晶体和ZrO2四方晶体,具有超强酸性。将SO42-/ZnO-ZrO2/La3+用于以D,L-乳酸为原料合成D,L-丙交酯的反应,考察了催化剂的原料配比和催化剂用量对催化活性的影响。实验结果表明,n(Zn2+)∶n(Zr4+)=2∶1的SO42-/ZnO-ZrO2/La3+催化活性最佳;适宜的反应条件为:D,L-乳酸用量60g、催化剂用量1.0%(相对于D,L-乳酸的质量分数)、脱水真空度0.050~0.060M Pa、脱水时间2.0h、脱水温度140℃、解聚真空度0.085~0.095M Pa、解聚温度200℃、解聚终止温度245℃。在此条件下,D,L-丙交酯粗产品的收率达82.7%。     

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%。     

稀土固体超强酸催化合成庚酸丁酯

用稀土固体超强酸SO42-/TiO2/Y3 作催化剂,以正庚酸、正丁醇为原料合成庚酸丁酯,实验结果表明,SO42-/TiO2/Y3 固体超强酸对庚酸丁酯的合成具有较高的催化活性。