无模板剂介孔锆基固体碱的制备及其催化合成甘油碳酸酯

在无模板剂作用下,借助共沉淀法成功制备了3种不同组成的锆基固体碱催化剂(MO-ZrO2,M为Ca、Mg或La)。X射线衍射(XRD)和N2吸附-脱附测试表明这些催化材料具有规整介孔结构。在催化剂制备过程中,所引入的金属氧化物进入了t-ZrO2四方相晶格,形成了固溶体结构。详细考察了所制备催化剂催化甘油和碳酸二甲酯(DMC)合成甘油碳酸酯(GC)的性能。在所制备的4种催化剂中,MgO-ZrO2具有最佳催化性能。在反应温度为120 ℃、反应时间为3 h、MgO-ZrO2用量为总反应物的5%(质量分数)的最佳条件下,GC收率可达到88.2%。结合CO2 程序升温脱附(CO2-TPD)表征结果,阐明了催化剂反应性能和表面碱性之间的关系。重复性实验结果显示,所制备的 MgO-ZrO2 样品具有较高的催化稳定性,是一种理想的合成GC的多相催化剂。     

乙酸钴催化甘油与CO_2合成甘油碳酸酯反应研究

研究了在相同反应条件下不同乙酸盐对该反应的催化性能,发现乙酸钴的催化效果较好。最佳反应条件为:反应温度180℃、反应初始压力2.0MPa、反应时间6h、催化剂用量2.5%、乙腈与甘油的摩尔比4∶1,在此条件下,甘油的转化率为36.7%,甘油碳酸酯的收率和选择性分别为4.6%和12.5%。     

水热法制备ZrO2催化甘油酯交换反应性能

采用水热法制备了ZrO₂催化剂,用于催化甘油(GLY)与碳酸二甲酯(DMC)酯交换反应合成碳酸甘油酯(GC)。考察了焙烧温度对催化剂性能的影响,并采用粉末X射线衍射(XRD)、N₂等温吸附-脱附、程序升温脱附(TPD)等手段对ZrO₂催化剂进行了表征。结果表明,ZrO₂催化性能高度依赖于其表面中强碱性位点密度,当焙烧温度为600℃时,所制备的ZrO₂-600催化剂表面中强碱性位点密度较大;在反应温度90℃下反应90 min, GLY转化率为96.1%,GC选择性为86.2%。重复使用第3次时,由于ZrO₂表面碱性位点密度减小、孔道坍塌以及部分ZrO₂样品溶解在DMC中,GLY转化率和GC选择性均显著下降。     

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。     

复合氧化物LaMgAlO催化剂催化酯交换合成碳酸二丙酯

采用共沉淀法制备了复合氧化物LaMgAlO催化剂,采用XRD和DTA手段对催化剂进行了表征,并考察了LaMgAlO催化剂对丙醇与碳酸二甲酯(DMC)酯交换合成碳酸二丙酯(DPC)反应的性能。实验结果表明,当复合氧化物为n(La)∶n(Mg)∶n(Al)=0.7∶3∶1(即0.7 LaMgAlO催化剂具有水滑石结构)时,在650℃下焙烧5 h制备的0.7 LaMgAlO催化剂对合成DPC的酯交换反应的活性最高;最佳的工艺条件为:反应温度90℃、n(丙醇)∶n(DMC)=3、催化剂用量3.0%(w)、反应时间6 h,在此条件下,DMC的转化率达到97.4%,DPC的选择性达到95.4%。     

CaO催化酯交换法合成二甘醇双烯丙基碳酸酯

 对用于二甘醇(DEG)、丙烯醇(AAH)和碳酸二甲酯(DMC)酯交换合成二甘醇双烯丙基碳酸酯(ADC)反应的金属氧化物催化剂进行了活性评价,筛选出性能优良的CaO催化剂。考察了制备条件对CaO催化剂性能的影响,并对酯交换合成ADC反应条件进行了优化,同时还考察了CaO催化剂重复使用性能。结合GC-MS分析结果推测了CaO催化剂上酯交换法合成ADC反应机理。结果表明,采用机械研磨-焙烧法、以Ca(OH)2为前驱体和焙烧温度750 ℃制得的CaO对酯交换合成ADC反应的催化活性最高。在n(DEG) : n(DMC) : n(AAH)＝0.08:1:2、催化剂质量分数1.5%、反应温度100 ℃、反应时间6 h的条件下,酯交换合成ADC反应的ADC产率为79%。     

无模板剂介孔锆基固体碱的制备及其催化合成甘油碳酸酯性能

在无模板剂作用下,借助共沉淀法成功制备了3种不同组成的锆基固体碱催化剂(MO-ZrO_2,M为Ca、Mg或La)。X射线衍射(XRD)和N_2吸附-脱附测试表明这些催化材料具有规整介孔结构。在催化剂制备过程中,所引入的金属氧化物进入了t-ZrO_2四方相晶格,形成了固溶体结构。详细考察了所制备催化剂催化甘油和碳酸二甲酯(DMC)合成甘油碳酸酯(GC)的性能。在所制备的4种催化剂中,MgO-ZrO_2具有最佳催化性能。在反应温度为120℃、反应时间为3 h、MgO-ZrO_2用量为总反应物的5%(质量分数)的最佳条件下,GC收率可达到88.2%。结合CO_2程序升温脱附(CO_2-TPD)表征结果,阐明了催化剂反应性能和表面碱性之间的关系。重复性实验结果显示,所制备的MgO-ZrO_2样品具有较高的催化稳定性,是一种理想的合成GC的多相催化剂。     

二氧化硅负载的磷钨酸催化合成苯乙醛甘油缩醛

采用溶胶-胶凝法制备了SiO2负载磷钨酸(TPA/SiO2)催化剂,以苯乙醛和甘油为原料合成了苯乙醛甘油缩醛,探讨了TPA/SiO2催化剂对合成反应的活性,研究了催化剂的焙烧温度、TPA负载量、反应时间、原料配比和催化剂用量对缩合反应的影响。实验结果表明,TPA/SiO2催化剂是合成苯乙醛甘油缩醛的良好催化剂;在TPA/SiO2催化剂的焙烧温度500℃、TPA负载量(质量分数)10%、催化剂用量0.5g、n(甘油):n(苯乙醛)=1.1、带水剂甲苯15mL、反应时间2.0h的最佳反应条件下,苯乙醛的转化率达到98.4%。TPA/SiO2催化剂的制备方法简单、催化活性高、重复使用性好,产品收率高,后处理简便,无三废排放,符合节能环保、绿色催化的发展趋势。     

负载型磷钨酸催化剂催化合成生物柴油燃料添加剂

以磷钨酸(TPA)为活性组分、Zr O2为载体,采用浸渍法制备了TPA/Zr O2负载型催化剂,采用XRD,TG-DTA,BET,FTIR等方法对催化剂的物化性能进行了表征;通过催化甘油与冰醋酸反应制备生物柴油燃料添加剂三醋酸甘油酯,对催化剂的性能进行了评价,考察了TPA负载量、反应体系、反应温度、反应时间、甘油与冰醋酸的摩尔比、催化剂用量以及不同载体和载体焙烧温度对三醋酸甘油酯收率的影响。实验结果表明,在优化的反应条件(甘油与冰醋酸的摩尔比1∶9、反应温度130℃、催化剂用量5%(基于甘油的质量)、自生压反应体系下反应4 h)下,5%(w)TPA/Zr O2催化剂(载体焙烧温度为500℃)表现出较高的活性,相应的三醋酸甘油酯收率为55.85%。     

CuO/SiO_2催化剂上甘油脱水制α-羟基丙酮

在固定床反应器中,以甘油脱水制备α-羟基丙酮反应为研究对象,考察了CuO/SiO_2催化剂的制备条件以及反应条件对催化剂性能的影响。实验结果表明,催化剂的最佳制备条件为:CuO负载量(质量分数)为20%,在450℃下焙烧4h;采用该条件下制备的催化剂,在进料重时空速为1.4h~(-1)、反应温度为300℃、甘油溶液的质量分数为20%、反应时间6h的条件下,甘油的转化率达到99.28%,α-羟基丙酮的选择性为58.03%。通过XRD,NH_3-TPD,TG-DTA等手段对CuO/SiO_2催化剂进行了表征,表征结果显示,最佳制备条件下制得的CuO/SiO_2催化剂具有最优的表面酸性分布和最合适的表面微结构,从而在甘油脱水反应中表现出最佳的催化性能。     

碳酸二甲酯和苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的研究进展

综述了碳酸二甲酯和苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的反应原理及热力学,并对近年来该反应的催化剂体系进行了较为系统的概述,包括均相催化剂体系(碱或碱金属化合物、Lew is酸、锡和钛的有机化合物、三氟甲基磺酸钐等)和多相催化剂体系(各种金属氧化物、水滑石等);在此基础上,对以锡、钛以及氧化物作催化剂时的反应机理研究进行了评述;认为开发有机锡、有机钛配合物催化剂以及将其固载化是碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应合成碳酸二苯酯催化剂研究的重要方向。     

K_2CO_3/MgO催化合成碳酸乙丙酯

以K_2CO_3/MgO为固体碱催化剂,正丙醇与碳酸二乙酯(DEC)经液相酯交换合成了碳酸乙丙酯(EPC);用X射线衍射和CO_2程序升温脱附的方法对催化剂进行了表征。表征结果显示,随K_2CO_3负载量的增加,MgO载体的特征衍射峰强度减弱,在K_2CO_3负载量较高时有明显的K_2O晶相出现;K_2CO_3/MgO催化剂上的弱碱性位可能是催化该反应的活性中心。同时考察了K_2CO_3负载量、催化剂用量、反应时间和原料配比对酯交换反应的影响。实验结果表明,K_2CO_3负载量为20%(相对于催化剂的质量分数)的K_2CO_3/MgO催化剂对该反应有较好的催化性能;适宜的反应条件为:催化剂用量为反应物质量的1.00%、反应温度403 K、反应时间4 h、n(DEC):n(正丙醇)=1.0:1.5;在此条件下,DEC的转化率为62.32%,EPC的选择性为83.29%,EPC的收率为51.89%。     

氧化钼催化碳酸二甲酯和乙酸苯酯合成碳酸二苯酯

对比测定了几种氧化物催化剂对碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)反应的催化活性。实验结果表明,通过直接焙烧法自制的MoO3催化剂对该反应具有良好的活性,且适宜的焙烧温度为400,500℃。以在400℃下焙烧的MoO3为催化剂,考察了反应条件对DMC与PA酯交换合成DPC反应的影响,并考察了MoO3催化剂的重复使用性能。在优化的反应条件(n(DMC)∶n(PA)=1∶2,n(MoO3)∶n(PA)=0.05,180℃,6 h)下,DMC转化率为74.0%,DPC和甲基苯基碳酸酯的选择性分别为39.5%和56.7%。MoO3催化剂可以多次再生重复使用,是一种高效的酯交换催化剂,具有工业化前景。     

一步酯交换法合成碳酸酯

以甲醇、CO_2、环氧乙烷(EO)为原料通过一步酯交换法合成碳酸酯,考察了多种酯化及醇解催化剂的活性。对于季铵盐、季鏻盐催化剂,阳离子基团活性高低顺序为:[Pr_4N]~+[Et_4N]~+[Me_4N]~+[PPh_3Me]~+[Bu_4N]~+;阴离子活性高低顺序为:Br~-I~-;其中,[Et_4N]~+基团的目标产物选择性最好。因此选择Et_4NBr作为一步酯交换反应的催化剂,确定了较佳的反应条件:温度150℃、压力4MPa、催化剂用量0.22mol/L、甲醇与EO的摩尔比4、反应时间4h。在此条件下,EO转化率达到97.22%,产物中碳酸二甲酯与碳酸乙烯酯的总选择性为86.54%。     

KOH/Naβ催化剂上丙醇与碳酸二甲酯合成碳酸二丙酯

用丙醇和碳酸二甲酯(DMC)液相酯交换合成碳酸二丙酯(DPC),筛选出催化性能和稳定性较好的KOH/Naβ固体碱催化剂,考察了KOH负载量对催化剂酯交换性能的影响。实验结果表明,KOH负载量(以K的质量分数计)为12%时,催化剂对酯交换反应的催化性能最好,在丙醇与DMC摩尔比4∶1、催化剂和反应物的质量比0.04、反应温度90℃、反应时间6h的条件下,DMC的转化率和DPC的选择性分别达到95.5%和93.6%。CO2-程序升温脱附表征结果表明,催化剂上的弱碱中心是催化剂的活性中心,且碱量越大,催化剂的催化性能越好。     

ZnO-PbO催化剂上酯交换法合成碳酸二甲酯

采用共沉淀法制备了ZnO-PbO催化剂,并对该催化剂在碳酸丙烯酯(PC)与甲醇酯交换合成碳酸二甲酯(DMC)反应中的催化性能进行了研究。探讨了催化剂制备条件对ZnO-PbO催化剂性能的影响,得出最佳制备条件为:Pb(CH3COO)2.3H2O和Zn(NO3)2.6H2O为前体、m(Zn)∶m(Pb)=3.46、以n(NaOH)∶n(Na2CO3)=3∶1的混合溶液为沉淀剂、焙烧温度500℃。优化了ZnO-PbO催化剂上PC与甲醇酯交换合成DMC反应的条件,即反应温度110℃、反应时间2h、n(CH3OH)∶n(PC)=8.4、催化剂占体系的质量分数为3.0%。在此条件下,PC转化率为63.8%,DMC选择性为97.8%,产率为62.4%。此外还考察了催化剂重复使用的效果,并对其失活原因进行了分析。     

MgO/γ-Al2O3催化酯交换合成碳酸甲丁酯

通过活性组分和载体筛选制备了MgO/γ-Al_2O_3催化剂,用于碳酸二甲酯(DMC)和正丁醇液相酯交换反应合成碳酸甲丁酯(BMC),并考察了活性组分前驱物、催化剂焙烧温度和活性组分负载量对催化剂活性的影响。结果表明,以Mg(OAc)_2·4H_2O为活性组分前驱物,催化剂焙烧温度为400℃,活性组分MgO负载量为5%时,MgO/γ-Al_2O_3表现出高的酯交换反应催化活性。同时考察了反应温度、原料配比对酯交换反应的影响,适宜的反应温度为100℃;物料配比n(DMC):n(正丁醇)=3:1时,正丁醇的转化率达到98.4%,BMC的选择性为91.9%,收率为90.4%。催化剂重复实验表明催化剂重复使用性能良好。     

乙酸钾/氧化铝固体碱催化碳酸二乙酯与丙醇酯交换合成碳酸乙丙酯

研究了正丙醇和碳酸二乙酯在CH_3COOK/Al_2O_3固体碱催化剂上液相酯交换合成碳酸乙丙酯的过程。采用CO_2-TPD对催化剂的性质进行了表征,结果表明,CH_3COOK/Al_2O_3催化剂上的强碱中心是催化剂的活性中心。在乙酸钾负载量为20%时,CH_3COOK/Al_2O_3对碳酸二乙酯和正丙醇酯交换反应的催化活性最好。在n(碳酸二乙酯):n(正丙醇)=1:2、反应温度403 K、反应时间4 h条件下,碳酸二乙酯的转化率和碳酸乙丙酯的选择性分别达到74.96%和71.13%。