钴氮共掺杂TiO_2的制备及其光催化活性

以钛酸四丁酯为原料,采用沉淀-浸渍法制备了N和Co共掺杂纳米光催化剂Co/N/TiO_2。采用紫外-可见漫反射、X射线衍射和透射电子显微镜等技术对催化剂的吸光性能、结晶形态和粒径进行了表征。以活性艳蓝X-BR溶液为光降解模型,评价了Co/N/TiO_2的可见光催化活性,并与AEROXIDE TiO_2 P25的性能进行了对比。实验结果表明,在n(Co):n(N):n(Ti)=0.16:0.2:1、煅烧温度400℃、煅烧时间2.5 h的最优条件下制备的Co/N/TiO_2为单一的锐钛矿相,平均粒径为11.1 nm,比表面积为140.77 m~2/g;且Co/N/TiO_2的吸收边红移现象显著,吸收可见光的性能强,具有良好的可见光催化活性,在纯粹可见光(波长大于400 nm)下对活性艳蓝X-BR溶液的降解率达到87.50%。     

纳米Fe~(3+)/TiO_2光催化降解含酚炼油废水

采用溶胶-凝胶法制备了纳米Fe~(3+)/TiO_2光催化剂,并用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和透射电子显微镜等技术对其粒径和晶相进行表征。考察了Fe~(3+)掺杂量、乙醇加入量、水加入量、体系pH、陈化时间、锻烧温度等因素对该催化剂降解罗丹明B溶液的影响,得到了催化剂的最佳制备条件:钛酸四丁酯10 mL、Fe~(3+)掺杂量(质量分数,基于体系的总质量)为0.010%、乙醇50 mL、水5.0 mL、体系pH=1.5、陈化时间3 d、煅烧温度400℃。实验结果表明,以在最佳条件下制备的纳米Fe~(3+)/TiO_2和纯纳米TiO_2为光催化剂,在相同的操作条件下对含酚炼油废水进行光催化降解,纳米Fe~(3+)/TiO_2比纯纳米TiO_2具有更好的降解效果,挥发酚的降解率达到75%。     

PbO-TiO_2催化剂的制备及其合成甲基苯基碳酸酯的性能

采用溶胶凝胶法制备了PbO-TiO_2催化剂,将其用于碳酸二甲酯与苯酚的酯交换反应,利用XRD和TPD对制备的催化剂进行表征,考察了催化剂活性组分的摩尔比、溶液pH、焙烧温度等催化剂制备条件对酯交换反应的影响,并优化了酯交换反应的条件。实验结果表明,在n(PbO):n(TiO_2)=1:2、溶液pH=3.0、焙烧温度500℃条件下制备的PbO-TiO_2催化剂活性最高;催化剂用于碳酸二苯酯与苯酚酯交换生成甲基苯基碳酸酯的反应时,在催化剂用量为1%(w),反应精馏5h条件下,苯酚的转化率达57.1%,甲基苯基碳酸酯选择性达98.5%。表征结果显示,PbO和Pb-Ti双金属氧化物有利于提高催化剂的活性,表面强碱性位多,且碱浓度适中的催化剂活性最好。     

高效光催化剂的制备及应用研究

采用sol-gel法制备了一种新型高效光催化剂,利用重金属离子Ag和稀土金属离子Sm共掺杂改性纳米粒子Ti O2,降解产物是甲基橙染料废水,通过表征手段Uv-vis考察了催化剂在紫外光下的光催化活性。实验表明,改性后的光催化剂的活性要优于不改性的。其中,煅烧温度500℃,煅烧时间2h,n(Ag):n(Sm):n(Ti)=0.5:0.1:1时,光催化活性最佳。     

医药中间体乙酸苯酯的合成

以苯酚、乙酰氯为原料,直接反应合成乙酸苯酯,研究了反应温度、反应时间、原料配比、溶剂用量等条件对合成反应的影响,确定了合成乙酸苯酯的最佳工艺条件是:苯酚和乙酰氯反应温度20℃,反应时间5 h;n(苯酚):n(乙酰氯)=1:1.2,溶剂用量为40 mL(相对于0.15 mol苯酚).在此条件下,乙酸苯酯的产品收率达到95.55%,产品纯度达到98.5%     

钛酸四丁酯/TiO_2-Al_2O_3催化合成邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯

用 TiO_2-Al_2O_3固载钛酸四丁酯催化剂合成了邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DOP)。确定了催化剂制备和 DOP 合成的最佳工艺条件:催化剂中 w(Al_2O_3)=2.5%～3%,载体焙烧温度650℃,焙烧时间3.5～4.0h;催化剂用量为总投料量质量的0.3%,苯酐/2-乙基己醇(摩尔比)=1:(2.3～2.4),反应温度205～215℃。在此条件下可得到优级品的 DOP,酯化率可达99.84%,催化剂可重复使用6次,再生容易。     

对苯二甲酸法合成聚醚酯弹性体的工艺研究

以对苯二甲酸(PTA)、1,4-丁二醇(BDO)、聚丁二醇醚(PTMG)为原料,在5 L多功能聚合实验装置上,采用PTA法合成聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)-聚丁二醇醚(PTMG)嵌段聚醚酯。结果表明:以钛酸四丁酯和乙酸锑组成的复合催化剂为宜,且其用量(占原料总量的质量分数)分别为0.050%,0.018%时最佳,钛酸四丁酯应在反应温度约为130℃时加入;优化的其他合成工艺条件如下:原料投料比n(BDO)∶n(PTA)1.7~1.8;助催化剂乙酸钠、乙酸镁用量(相对于原料BDO的质量分数)分别为100×10-6,150×10-6;酯化反应温度220~230℃,反应时间90~130 min;缩聚反应温度265~270℃,反应时间120~130 min。     

有机锡催化合成乙酸苄酯的新工艺

实验以不同类型的有机锡化合物为催化剂,研究了乙酸苄酯的酯化反应,考察了不同类型的有机锡催化剂的催化效果、催化剂用量、反应温度、反应时间、酸醇摩尔比和带水剂等因素对乙酸苄酯收率的影响。实验结果表明,Ph_3SnCl对合成乙酸苄酯有良好的催化活性,在w(催化剂)=1.5%,n(乙酸):n(苯甲醇)=2.5:1,n(甲苯):n(苯甲醇)=0.60,温度110℃,反应150 min条件下,乙酸苄酯收率可达95.8%,且催化剂重复使用5次仍保持较高活性。     

Fe3+-Ag/TiO2纳米微粒的制备及光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为前驱体，采用溶胶-凝胶法在室温下制备了Fe^3＋-Ag／TiO2纳米微粒。用Fe^3＋-Ag／TiO2做光催化剂，以10mg／L的亚甲基蓝溶液为模型化合物，在紫外光下进行了催化降解实验。结果表明：掺杂离子可以有效提高TiO2的光催化活性，500℃热处理的Fe^3＋-Ag／TiO2用量为1g／L、反应6h时光催化活性达到93．2％，比纯TiO2的光催化活性提高了2．14倍。     

SO_4~(2-)/TiO_2-WO_3催化1,4-丁二醇液相脱水环化合成四氢呋喃

以钛酸四丁酯为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作模板剂,通过水热法制备出TiO_2,并进一步制得SO_4~(2-)/TiO_2-WO_3固体超强酸,采用IR、XRD、BET对其进行了表征。以催化1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃为探针反应,通过正交实验确定了反应的最佳条件:反应温度180～190℃,反应时间45 min,w(催化剂)= 4.6%(相对1,4丁二醇质量),四氢呋喃的收率可达91.5%。催化剂重复使用3次,收率仍可达87.0%,同时对反应机理进行了探讨。     

TiO2纳晶多孔薄膜的制备及性能研究

以钛酸四丁酯和二乙醇胺为原料,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳晶多孔薄膜,考察了制备过程中水加量和焙烧温度等因素对TiO2纳晶多孔薄膜性能和结构的影响。以邻苯二甲酸酐与金属锶盐为原料,钼酸铵为催化剂,合成了酞菁锶及其磺化物。用磺化酞菁锶敏化TiO2纳晶多孔薄膜并用紫外-可见光谱进行表征,结果表明,敏化后的TiO2薄膜的吸收峰覆盖了整个可见光区,从而大大提高太阳光的利用率。     

二氧化钛/高岭土负载型催化剂的制备、表征及光催化性能

以高岭土为载体,采用TiCl_4水解法制备了TiO_2/高岭土负载型催化剂,XRD分析结果表明负载过程中有部分TiO_2以类质同晶替代的方式存在于高岭土中。以草酸为目标降解物考察了催化剂的光催化活性,探讨了催化剂焙烧温度、催化剂用量、草酸初始浓度和光强度对催化剂光催化活性的影响。结果表明,负载催化剂适宜的焙烧温度范围为300～400℃;催化剂用量为1.0 g/L时,对草酸的降解率最高,反应300 min后达到96%;草酸初始质量浓度低于800 mg/L时,其降解率随初始浓度的增加而增加;增加光强度能提高草酸的降解率,但随着光强增加,它对降解率的贡献逐渐减弱。     

SO_4~(2-)/ZrO_2/Fe_3O_4/TiO_2磁性固体酸催化剂的制备与性能

采用化学共沉淀法制备了SO_4~(2-)/ZrO_2/Fe_3O_4/TiO_2磁性固体酸,利用X射线衍射、示差扫描量热、M(o|¨)ssbauer谱、透射电子显微镜、NH_3-程序升温脱附、N_2吸附-脱附、磁滞回线等手段对磁性固体酸的结构与性质进行了表征。表征结果显示,磁性基质Fe_3O_4及TiO_2的引入有利于四方晶相ZrO_2(t)的稳定;ZrO_2晶体生长取向于ZrO_2(t)的(101)方向,(101)晶面间距为0.293 nm;M(o|¨)ssbauer谱中双峰的存在表明磁性基质Fe_3O_4的存在;在室温下磁性固体酸具有超顺磁性。以乙酸乙酯的合成为探针反应,考察了SO_4~(2-)/ZrO_2/Fe_3O_4/TiO_2磁性固体酸催化剂的催化性能,实验结果表明,外加磁场使酯化反应的醋酸转化率提高到92%。     

固体超强酸SO42-/TiO2-ZrO2催化合成己二酸二丁酯

研究了SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2型催化剂的制备及其催化合成己二酸二丁酯反应。考察了催化剂焙烧温度、原料配比、反应时间及催化剂用量等因素对酯化反应的影响,较佳反应条件为:催化剂焙烧温度500℃,催化剂用量5%(以己二酸质量为基准),n(己二酸):n(正丁醇)=1:2．5,正丁醇为带水剂、在回流温度下反应4 h,酯化率可达99．35%。结果表明,SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2在产物颜色、出水率和催化剂回收等方面明显优于对甲苯磺酸、浓硫酸催化剂。     

SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3固体酸催化剂催化合成均苯四甲酸四异辛酯

以SO2-4/TiO2-Al2O3固体酸为催化剂、均苯四甲酸二酐和异辛醇为原料合成均苯四甲酸四异辛酯(TOPM)。考察了Al含量、硫酸的浓度、焙烧温度等因素对催化剂活性的影响。实验结果表明,在n(Ti)∶n(Al)=1∶0.3、硫酸的浓度为0.5mol/L、焙烧温度为673K时催化剂活性最好。通过正交实验得到了最佳酯化反应工艺条件:催化剂用量(相对于均苯四甲酸二酐的质量)为1.8%、反应时间3.0h、异辛醇与均苯四甲酸二酐摩尔比为7∶1;在该条件下,均苯四甲酸二酐的转化率可达到99.60%。催化剂重复使用7次后,均苯四甲酸二酐的转化率仍可达到96.50%。利用红外光谱对产品进行分析,结果显示,产物中没有副产物,反应选择性很高。     

磷钨酸催化合成对甲氧基苯乙酮

以苯甲醚和乙酸酐为原料,在磷钨酸催化作用下,通过Friedel-Crafts酰基化反应合成了对甲氧基苯乙酮;考察了催化剂预处理温度、原料配比、催化剂用量、反应温度、反应时间、催化剂种类对产物收率的影响;考察了传统磁力搅拌加热、微波辐射、超声波辐射3种加热方式对酰基化反应的影响。实验结果表明,不同的杂多酸中磷钨酸的催化活性最好;在磷钨酸预处理温度150℃、苯甲醚0.1mol、n(乙酸酐)∶n(苯甲醚)=1.5、磷钨酸用量1.0g、反应时间4h、磁力搅拌加热、反应温度100℃的条件下,对甲氧基苯乙酮的收率为52.9%;以微波辐射方式合成的效果最好,其次是超声波辐射,两者都优于传统的磁力搅拌加热方式;磷钨酸催化剂可再生重复使用,再生焙烧温度越高,回收后的磷钨酸催化效果越好。     

低压羰基法排出的废乙酸回收利用研究

将低压羰基法合成乙酸过程中排出的废乙酸与乙醇进行酯化反应，酯化条件为：酸醇摩尔比为1．3：1，浓H2SO4作催化剂，用量为反应物总质量的1％，釜液循环使用4次。产物粗酯用醋酸钾溶液(质量分数大于60％)萃取脱水，添加3％的K2CO3为中和剂，萃取比为0．4：1，萃取温度为室温，逆流2级萃取。经精馏可以得到相当于乙酸乙酯二级品的乙酸乙酯与丙酸乙酯混合酯产物。     

铌酸对酯化反应催化性能的研究

研究了新型固体酸催化剂铌酸对乙醇及异戊醇与乙酸酯化反应的催化性能、研究表明热处理温度对水洗法制备的铌酸催化剂的催化活性有显著影响,在350℃处理时活性达到极大值.与HZSM-5相比,铌酸催化剂不仅在乙醇和乙酸的气相酯化反应中表现出良好的催比性能,而且在异戊醇和乙醇的液相酯化反应中亦表现出较好的催化活性和稳定性.     

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,考察了醇酸摩尔比、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.结果表明,优化的反应条件是:乙酸用量0.2 mol,醇酸摩尔比1.4,甲苯磺酸铜用量1.2 g,带水剂环己烷15 mL.回流反应60 min后酯化率可达96.7%,催化剂重复使用7次仍保持较高活性.