SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸催化剂金属离子复合、改性及在乙酰丙酸制备中的研究

采用共沉淀法制备了SO42-/ZrO2-Fe2O3和SO42-/ZrO2-Al2O3双金属固体超强酸催化剂,其中SO42-/ZrO2-Fe2O3对葡萄糖水解生成5-羟甲基糠醛的反应有利,而SO42-/ZrO2-Al2O3对5-羟甲基糠醛脱羧生成乙酰丙酸的反应有利。采用沉淀-浸渍法制取两种金属离子改性的SO42-/ZrO2催化剂,该类催化剂对葡萄糖水解制5-羟甲基糠醛和5-羟甲基糠醛脱羧生成乙酰丙酸的反应均有利。     

神华煤直接液化性能及固体酸催化可行性研究

利用微型压热釜考察了气氛、温度、氢气初压及煤溶剂比等工艺条件对神华煤直接液化转化率和产物分布的影响,结合神华煤的溶剂抽提性能和产物表征,系统地研究了神华煤加氢液化性能,并通过与FeS和FeS＋S等催化剂对比实验,初步探讨了SO2^2-／MxOy型固体酸催化煤加氢液化的可行性．结果表明,神华煤中以非共价键作用结合的小分子化合物含量较低,煤中的羟基主要位于大分子骨架结构中;神华煤具有良好的液化性能,400℃,煤／四氢萘比为1：2,SO4^2-／ZrO2为催化剂时最高转化率达到76．3％,气氛、初压、液化温度及煤溶剂比对液化转化率具有较大影响,较高温度及强的供氢体系有利于提高煤的转化率及油气产率．三种催化剂的催化活性顺序为：FeS〈FeS＋S〈SO4^2-／ZrO2,其中SO4^2-／ZrO2固体酸不仅具有良好的液化转化率,而且油气收率高,值得进一步研究开发．     

SO4^2—／ZrO2—SiO2超强酸催化剂的制备及催化合成丁酸异戊酯的研究

以硝酸锆为主要原料,采用酸浸渍法制得SO4^2-/ZrO2-SiO2固体超强酸,对主要影响其催化活性的焙烧温度进行了考察,并将制得的SO4^2-/ZrO2-SiO2作催化剂,合成了丁酸异戊酯,确定了最佳工艺条件。实验表明制得的该催化剂具有较高的催化活性,用其催化合成丁酸异戊酯其收率达93％。     

ZrO2/SO2-4固体超强酸制备方法的改进

通过比表面积、热失重、红外光谱等分析方法，进行了Zr(OH)4低温干燥350℃烧结对失水、比表面积、浸渍硫酸时锆的损失变化的研究。证实样品低温干燥失水转化ZrO2，干燥时问与失水量、比表面积的大小成正比，与锆的损失成反比。样品经过350℃、3h烧结，其比表面积、失水转化成的ZrO2的量显著增加，失锆量降低。将两种条件制备的ZrO2／SO4^2-代替硫酸用于净化粗苯，以检验其催化活性。实验表明：两种方法制备的催化剂用于苯净化反应时苯乙烯的转化率有明显差异，采用350℃、3h烧结的样品浸渍硫酸得到的催化剂，苯乙烯的转化率达50％以上。本研究为固体超强酸的应用开拓了新的领域。     

水热改性SO2-4/ZrO2催化剂的制备及其对酯化反应的催化性能

通过水热改性氢氧化锆制备了SO2-4/ZrO2固体酸催化剂.以冰乙酸和正丁醇的酯化反应为探针反应,确定了固体超强酸的最佳制备条件.分别考察了浸渍硫酸浓度、硫酸浸渍时间和焙烧温度等对催化活性的影响.并以水热改性和未经水热改性氢氧化锆制备SO2-4/ZrO2固体超强酸做了对比实验,采用XRD、BET对催化剂进行了表征.实验结果表明水热改性氢氧化锆制备SO2-4/ZrO2固体酸催化剂的最佳条件是浸渍硫酸浓度为0.5 mol/L,浸渍时间是120 min,焙烧温度500 ℃.乙酸正丁酯较佳的合成工艺条件是反应温度105～110 ℃,反应时间2 h,n(正丁醇)n(冰乙酸)=21,催化剂用量占反应投料总质量的0.27%,冰乙酸的酯化率达99.1%.催化剂重复使用4次后催化活性降低5%.     

含双金属的超稳Y沸石负载SO2-4/ZrO2强酸性催化剂上正庚烷临氢异构化

用超稳Y沸石（USY）负载SO2-4/ZrO2固体超强酸，并以此为载体制备含Pt双金属催化剂，用XRD和H2-TPR表征了催化剂的物化性质，并在常压固定床反应器上考察催化剂的正庚烷临氢异构化反应性能。结果表明， USY负载了SO2-4/ZrO2和双金属以后仍能保持沸石原有结构；贵金属Pt、金属助剂以及ZrO2等在USY载体上能够高度分散。在含Pt的催化剂中掺杂了Cr或Al金属助剂以后，正庚烷异构化产物选择性有了明显的提高，且具有更好的稳定性和低温活性；在USY负载SO2-4/ZrO2和0.4%Pt的催化剂上，正庚烷的转化率为42.1%时，异构化产物的选择性只有69.6%，而在掺杂了与Pt摩尔比为5∶1的Cr或Al后，正庚烷的转化率分别为44.3%和42.1%时，异构化产物的选择性分别可提高到88.9%和89.5%。     

纳米级SO4^2—／TiO2固体超强酸的红外光谱及催化活性

用不同晶型的纳米TiO2制备出纳米级SO4^2-/TiO2固体超强酸，利用红外光谱研究了TiO2晶型，硫酸浓度及焙烧温度对SO4^2-/TiO2固体超强酸的影响。制备SO4^2-/TiO2的最优条件是：锐钛型TiO2,c(H2SO4)=1.0mol/L的硫酸浸泡，450℃焙烧，此时其红外光谱的特征吸收峰最强，催化乙酸和丁醇酯化反应可使酯化率达到98.4%。     

络合浸渍法制备Ni/ZrO_2催化剂及其催化顺酐液相加氢性能

分别以柠檬酸、乙二胺、乙酰丙酮以及乙二胺四乙酸二钠为络合剂,采用络合浸渍法制备Ni质量分数为10%的Ni/ZrO_2催化剂,考察催化顺酐液相加氢性能,并利用XRD、H2-TPR、H2-TPD等对其进行表征。结果表明,各络合剂对催化剂中金属-载体相互作用、活性金属分散度以及C=O加氢活性的影响均不相同。引入乙酰丙酮的Ni/ZrO_2-AC催化剂具有最高的活性金属分散度和C=O加氢活性,表现出最高的γ-丁内酯选择性,该催化剂在反应温度210℃、氢压5 MPa条件下反应3 h,顺酐转化率约100%,γ-丁内酯选择性47.0%。     

高分散镍硅催化剂对喹啉催化加氢的性能

以硝酸镍和硅溶胶为原料,采用蒸氨水热法,制得了一系列负载量为10%(以镍在催化剂中的质量分数计,下同)的镍硅酸盐衍生的Ni-PS-AEH-x(x代表不同焙烧温度,下同)催化剂,并用于喹啉选择性加氢制取1,2,3,4-四氢喹啉。通过考察不同镍基催化剂的加氢性能,发现Ni-PS-AEH-400催化性能最好。通过考察反应条件的影响,确定最佳反应条件为:底物与金属镍投料比(物质的量之比,下同)为30∶1、反应温度100℃、氢气压力3MPa、反应时间120min,此时喹啉转化率为99.0%,1,2,3,4-四氢喹啉收率为95.4%。采用FTIR、XRD、TEM、N2吸附-脱附、H2-TPR和XPS对催化剂结构、组成、形貌进行了表征,结果表明:镍硅酸盐结构使Ni-PS-AEH-400比表面积大、镍纳米粒子分散均匀,活性中心与载体间的相互作用力强,使其在喹啉加氢反应中具有较浸渍法制备Ni/SiO2-IMP更优异的催化性能。     

助剂催化剂在Pd/C催化加氢法制备DSD酸中的应用

在水介质中，以Pd／C为催化剂，考察了不同种类助催化剂对催化加氢法制备4，4′-二氨基二苯乙烯-2．2′-二磺酸(DSD酸)反应选择性的影响。结果表明．多种助催化剂均可提高催化加氢反应的选择性，其中以OVN效果最好，制得产品质量分数大于99％，收率可达95％。     

载体制备方法对Ni/ZrO_2催化剂顺酐液相加氢性能的影响

分别以水和甲醇为溶剂制备晶粒尺寸基本一致的四方相ZrO_2,通过浸渍法制备Ni质量分数10%的Ni/ZrO_2-W(水为溶剂)与Ni/ZrO_2-M(甲醇为溶剂)催化剂,考察其催化顺酐液相加氢性能。采用BET、XRD、H_2-TPR、H_2-TPD和in situ FT-IR对催化剂进行表征。结果表明,以甲醇为溶剂制备的ZrO_2比表面积明显小于以水为溶剂制备的ZrO_2,但Ni/ZrO_2-M催化剂存在强的金属-载体相互作用,其活性金属分散度以及C=O加氢活性明显高于Ni/ZrO_2-W催化剂。在反应温度210℃和氢压5 MPa条件下反应3 h,Ni/ZrO_2-M催化剂上顺酐转化率几乎100%,γ-丁内酯选择性为22.8%,Ni/ZrO_2-W催化剂上γ-丁内酯选择性仅为2.5%。     

固体超强酸催化合成十二烷基二苯醚磺酸盐

十二烷基二苯醚磺酸钠是一种新型的双联型阴离子表面活性剂。本文研究的合成方法为：以二苯醚和正十二醇为原料，固体超强酸SO4^2-／ZrO2—Al2O3为催化剂烷基化合成十二烷基二苯醚；然后，用氯磺酸磺化，并以碳酸钠溶液调节pH值为8左右，得十二烷基二苯醚磺酸钠。采用了均匀设计法安排实验，并进行了非线性回归，建立了数学模型，求解非线性规划得出的最优制备条件为：pH值为8．8，Zr／Al原子比为2．15，硫酸浸泡浓度为1．0mol／L，固体酸焙烧温度436℃，催化剂用量0．05g，反应温度100℃。所得产品呈淡黄色，色泽较好，对其进行性能测试得其CMC为0．2g／L，起泡性很强，稳定性较好。     

水热改性SO_4~(2-)/ZrO_2催化剂的制备及其对酯化反应的催化性能

通过水热改性氢氧化锆制备了SO42-/ZrO2固体酸催化剂。以冰乙酸和正丁醇的酯化反应为探针反应,确定了固体超强酸的最佳制备条件。分别考察了浸渍硫酸浓度、硫酸浸渍时间和焙烧温度等对催化活性的影响。并以水热改性和未经水热改性氢氧化锆制备SO42-/ZrO2固体超强酸做了对比实验,采用XRD、BET对催化剂进行了表征。实验结果表明:水热改性氢氧化锆制备SO42-/ZrO2固体酸催化剂的最佳条件是:浸渍硫酸浓度为0.5mol/L,浸渍时间是120 m in,焙烧温度500℃。乙酸正丁酯较佳的合成工艺条件是:反应温度105~110℃,反应时间2 h,n(正丁醇)∶n(冰乙酸)=2∶1,催化剂用量占反应投料总质量的0.27%,冰乙酸的酯化率达99.1%。催化剂重复使用4次后催化活性降低5%。     

4-甲基吡啶合成4-甲基哌啶用Ru-Pt/C催化剂的催化加氢性能

以4-甲基吡啶为原料催化加氢合成4-甲基哌啶属于含氮杂环双键加氢反应.研究其在Ru-Pt/C催化剂作用下的反应性能.用浸渍法制备Ru-Pt/C催化剂,并对其进行表征和分析.考察制备的Ru-Pt/C催化剂在4-甲基吡啶催化加氢反应中的性能,结果发现,采用Ru与Pt质量比为3:2的Ru-Pt/C催化剂,在反应压力2.5 M...     

不同醇改性负载钛催化剂催化异戊二烯聚合

本文研究了不同醇改性负载钛催化剂催化Ip聚合．结合红外光谱和核磁共振氢谱可得利用醇改性负载钛催化剂得到的PIp的3．4-结构含量很低（〈10％）;但是把1．2结构也归为3,4-结构中,那么某些醇改性负载钛催化剂能解决PIp的结构问题。     

陶土负载TiO2／SO4^2-催化合成丁酸异戊酯

制备了以陶土为载体的TiO2／SO4^2-固体超强酸催化剂，并考察了它对丁酸异戊酯合成反应的催化性能。通过正交试验优化了丁酸异戊酯合成条件：催化剂活化温度600℃，催化剂用量12％(以0．15mol正丁酸为基准)，反应物醇酸摩尔比1．2：1，反应时间1h，酯化率达95.2％。     

Ti对Ni2P催化剂加氢性能的影响

采用共沉淀法制备Ni₂P催化剂及TiO₂改性的Ni₂P催化剂,以1-庚烯的甲苯溶液为模型原料,考察引入不同含量Ti对Ni₂P催化剂加氢性能的影响,对催化剂进行表征,结果表明, Ni₂P催化剂对烯烃基本无加氢活性,引入Ti后可显著提高催化剂加氢性能,Ti与Ni物质的量比为0.03时,1-庚烯完全被加氢转化为烷烃,同时有少量的甲苯溶剂发生化学反应,说明此时催化剂对1-庚烯加氢具有较高选择性,对甲苯加氢活性较低。随着Ti引入量的增加,对1-庚烯加氢活性不断提高;继续增加Ti的引入量,甲苯溶剂损失增大,芳烃收率损失严重。     

Pt-SO2-4/ZrO2-Al2O3催化剂的制备及其催化正戊烷异构化性能

制备了Pt-SO2-4/ZrO2-Al2O3固体超强酸催化剂,采用XRD,TG-DTA,FT-IR,TPR,SEM,BET,ICP等表征方法对催化剂进行了表征.以正戊烷异构化反应为探针,在高压固定床-色谱联合装置上,评价了催化剂的活性,考察了空速v空、反应温度t、反应压力p和氢与正戊烷摩尔比对正戊烷异构化反应的影响.在...     

固体超强酸催化剂在合成癸二酸二异辛酯反应中的研究

选用固体超强酸SO2 -4 ZrO2 -TiO2 催化合成癸二酸二异辛酯 ,制备该催化剂的最优条件为 :钛锆物质的量比为 7∶1,用浓度为 0 .5mol·L- 1 硫酸浸渍 ,5 5 0℃焙烧 3h ;使用该催化剂合成癸二酸二异辛酯的最佳反应条件为 :醇酸物质的量比为 3.0∶1,催化剂用量 3.5g moL ,反应时间 4h ,酯化率达 99.4 %。     

复合固体超强酸S2O8^2-／NiFe2O4的制备及催化性能的研究

采用共沉淀法和浸渍法制备了S2O8^2-／NiFe2O4复合固体超强酸催化剂，并以乙酸和乙醇为原料合成了乙酸乙酯，考察了Fe：Ni的原子配比，焙烧温度，焙烧时间，浸渍液浓度等对催化剂催化性能的影响。结果表明：当Fe：M原子比为2：1，焙烧温度为500℃，焙烧时间为5h，浸渍液浓度为0．5mol／L时，催化活性最好，酯化率可达83．50％，重复使用5次以上酯化率仍不低于80．0％。该工艺产率高，腐蚀性及污染性小，催化剂可回收、活化、重复使用。