固体超强酸S_2O_8~(2-)/TiO_2-ZrO_2催化合成柠檬酸三丁酯

以固体超强酸S2O82-/TiO2 ZrO2为催化剂合成了柠檬酸三丁酯,考察了催化剂制备条件对催化活性的影响,以及酸醇摩尔比、反应时间、催化剂用量诸因素对酯化率的影响。实验表明:S2O82-/TiO2 ZrO2具有良好的催化活性。在0.5mol/L(NH4)2S2O8溶液中浸渍TiO2 ZrO2,过滤后于500℃下焙烧3h,得到的催化剂活性最高;当酸醇摩尔比为1∶4,反应时间为3h,催化剂用量为反应物总量的1.5%时,酯化率可达98.5%以上。     

SO_4~(2-)/ZrO_2-HZSM-5固体超强酸催化环化制b-紫罗兰酮

制备了一系列负载SO42- / ZrO2 -HZSM-5的超强酸催化剂,并用TG、XRD等手段对催化剂的结构和热行为进行了表征,使用Hammett指示剂、吡啶吸附红外光谱等方法测试了催化剂酸性。结果表明, HZSM-5对催化剂的酸性和结构具有调变作用。 利用所制备的催化剂对假性紫罗兰酮催化环化反应制b-紫罗兰酮的催化活性进行了研究, 假性紫罗兰酮转化率可达54.4%, 对应的b-紫罗兰酮的选择性为76%。     

SO42-/ZrO2-HZSM-5固体超强酸催化环化制β-紫罗兰酮

制备了一系列负载SO4^2-／ZrO2-HZSM-5的超强酸催化剂，并用TG、XRD等手段对催化剂的结构和热行为进行了表征，使用Hammett指示剂、吡啶吸附红外光谱等方法测试了催化剂酸性。结果表明。HZSM-5对催化剂的酸性和结构具有调变作用。利用所制备的催化剂对假性紫罗兰酮催化环化反应制卢紫罗兰酮的催化活性进行了研究，假性紫罗兰酮转化率可达54．4％，对应的卢紫罗兰酮的选择性为76％。     

固体超强酸SO4^2-/ZrO2和S2O8^2-/ZrO2催化合成环己烯

应用固体酸催化剂SO42-/ZrO2和S2O82-/ZrO2作为环己醇的脱水剂,成功地制备了环己烯,并对反应时间、反应温度、催化剂的用量等对脱水反应的影响进行了探讨,实验结果表明,SO42-/ZrO2和S2O82-/ZrO2是环己醇脱水制备环己烯的良好催化剂,并且反应时间短、后处理容易、催化剂用量少、可以重复使用、收率高。脱水反应的最佳工艺条件为：催化剂用量为环己醇质量的6%,反应时间为0.9 h,反应温度为150℃,催化剂用量为环己醇质量的6%。     

SO42-/ZrO2/MCM-41催化丙烯和乙酸合成乙酸异丙酯的研究

水热合成了介孔材料MCM-41,并以其为载体负载固体超强酸SO42-/ZrO2,通过XRD和N2吸附/脱附对制备的SO42-/ZrO2/MCM-41催化剂进行了表征。在固定床反应器中,以丙烯和乙酸为原料,研究了该催化剂合成乙酸异丙酯的活性。对反应条件进行了系统考察,得出了最佳的反应条件:反应温度140℃;反应压力1.2 MPa;空速(LHSV)1.0h-1;n(C3H6)∶n(CH3COOH)=3∶1。在此条件下,乙酸异丙酯的产率最高可达68.9%。同时,通过48 h的催化剂寿命实验,结果表明该催化剂具有较好的稳定性。     

固体超强酸催化异丁苯酰基化反应研究

制备了SO42-/ZrO2、SO42-/TiO2等一系列固体超强酸催化剂,并将催化剂用于以异丁苯和氯代丙酰氯为原料催化合成布洛芬中间体——对异丁基氯代苯丙酮,其中SO42-/ZrO2型固体超强酸的催化活性最高。引入一定量的氧化铝对SO42-/ZrO2固体超强酸进行改性,探讨了Al引入量的不同对催化剂活性的影响,并采用XRD、BET等方法对改性后的催化剂进行表征。结果表明,Al的引入不仅增加了催化剂的比表面积,而且使活性四方相ZrO2更加稳定。当Al摩尔掺杂量为4%时制得的SO42-/ZrO2-Al2O3催化剂活性最高,且具有较好的重复使用性。     

稀土改性固体超强酸催化剂SO42-/TiO2-La2O3催化合成环己酮乙二醇缩酮

制备了稀土改性固体超强酸催化剂SO42-/TiO2-La2O3,并利用该催化剂催化合成了环己酮乙二醇缩酮,探讨了SO42-/TiO2-La2O3对缩酮反应的催化活性,较系统地研究了酮醇物质的摩尔比,催化剂用量,反应时间诸因素对产品收率的影响。实验表明:SO42-/TiO2-La2O3是合成环己酮乙二醇缩酮的良好催化剂,在n(酮)∶n(醇)=1∶1.5,催化剂用量为反应物料总质量的0.5%,环己烷为带水剂,反应时间1.5h的优化条件下,环己酮乙二醇缩酮的收率可达84.3%。     

SO42-/TiO2-La2O3催化合成苯甲醛乙二醇缩醛

以稀土改性固体超强酸SO42 -/TiO2 La2 O3 为催化剂 ,通过苯甲醛和乙二醇反应合成苯甲醛乙二醇缩醛 ,探讨了SO42 -/TiO2 La2 O3 对缩醛反应的催化活性 ,较系统地研究了醇醛物质的量比、催化剂用量、反应时间诸因素对产品收率的影响。实验表明 :SO42 -/TiO2 La2 O3 是合成苯甲醛乙二醇缩醛的良好催化剂 ,在n(醇 )∶n(醛 ) =2 .0∶ 1,催化剂用量为反应物料总质量的 0 .5 % ,环己烷为带水剂 ,反应时间 5 0min的优化条件下 ,苯甲醛乙二醇缩醛收率可达 90 %。     

介孔SiO2负载SO4^2-／ZrO2固体超强酸催化剂的制备及其酯化催化活性研究

以稻壳SiO2为原料,非离子表面活性剂TX-100为模板,制备了介孔SiO2(MSU-2)及其负载SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂。以乙酸和正丁醇的酯化反应为探针,研究了载体类型、ZrO2的负载量、催化剂用量和反应时间对催化剂性能的影响。结果发现,当SO42-/ZrO2的负载量在10wt%以上时,催化剂具有超强酸性;SO42-/ZrO2负载量为20wt%时,催化剂(SO42-/ZrO2/MS-60)具有最优的催化酯化反应活性。     

填料式SO2-4/TiO2-Al2O3-Al固体酸催化合成乙酸乙酯

采用阳极氧化铝模板法(AAO)制备了Al2O3-Al一体型多孔氧化铝载体,采用电沉积技术将TiO2沉积到氧化铝多孔的纳米孔道内,制备了催化精馏用拉西环填料式TiO2-Al2O3-Al复合载体,采用浸渍法制备了SO2-4/TiO2-Al2O3-Al固体酸催化精馏元件,以乙酸乙酯的合成为模型反应考察了所制备固体酸催化剂的酯...     

SO_4~(2-)/TiO_2固体酸负载BINOL催化膦氢化反应

将SO_4~(2-)型固体酸SO_4~(2-)/TiO_2的Lewis酸性位点与BINOL的Brnsted酸性位点进行负载,制备出具有较强双氢键供体的BINOL负载的SO_4~(2-)/TiO_2催化剂。以不同取代基团的芳香族伯胺和肉桂醛缩合制备的芳香族亚胺为催化底物,在10 mol%BINOL负载的SO_4~(2-)/TiO_2催化剂的催化作用下,与亚磷酸二烷基酯(亲核试剂)进行膦氢化反应。同时,通过对比固体酸SO_4~(2-)/TiO_2、BINOL、BINOL负载的SO_4~(2-)/TiO_2催化剂的催化活性,从而对BINOL负载的SO_4~(2-)/TiO_2催化剂进行客观地评价。另外,在较优的催化条件下,以BINOL负载的SO_4~(2-)/TiO_2为催化剂,成功地合成了α-氨基膦酸酯类衍生物,且产率可达80%~88%。另外,基于氢键的作用模式,提出了适合于膦氢化反应较为合理的作用机理。     

Preparation and characterization of SO42-/TiO2 and S2O82-/TiO2 catalysts

Nanosized solid superacids SO₄ ²⁻/TiO₂ and S₂O₈ ²⁻/TiO₂, as well as MCM-41-supported SO₄ ²⁻/ZrO₂, were prepared. Their structures, acidities, and catalytic activities were investigated and compared using XRD, N₂ adsorption-desorption, and in situ FTIR-pyridine adsorption, as well as an evaluation reaction with pseudoionone cyclization. The results showed that SO₄ ²⁻/TiO₂ and S₂O₈ ²⁻/TiO₂ possess not only nanosized particles with diameters < 7.0 nm, a BET surface greater than 140 cm²/g and relatively regular mesostructures with pores around 4.0 nm, but also a pure anatase phase and strong acidity. Different from the Lewis acid nature of SO₄ ²⁻/ZrO₂/MCM-41, SO₄ ²⁻/TiO₂ and S₂O₈ ²⁻/TiO₂ exhibit mainly Bronsted acidities. The strongest Bronsted acid sites were produced on SO₄ ²⁻/TiO₂ promoted with H₂SO₄, while Lewis acid sites on S₂O₈ ²⁻/TiO₂ even stronger than those on SO₄ ²⁻/ZrO₂/MCM-41 were generated when persulfate solution was used as sulfating agent. Because of their distinct acid natures, SO₄ ²⁻/TiO₂ and S₂O₈ ²⁻/TiO₂ exhibited catalytic activities for the cyclization of pseudoionone that were much higher than that of SO₄ ²⁻/ZrO₂/MCM-41. It can be concluded that the existence of more Br?nsted acid sites was favorable for proton participation in the cyclization reaction. Translated from Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities, 2006, 20(2): 239–244 [译自: 高校化学工程学报]     

Sulfated and Persulfated TiO2/MCM-41 Prepared by Grafting Method and their Acid-catalytic Activities for Cyclization of Pseudoionone

Solid acid catalysts of SO₄²⁻/TiO₂/MCM-41 and S₂O₈²⁻/TiO₂/MCM-41 were prepared via grafting method and sulfate/persulfate promotion. The catalysts exhibited desirable activity and better selectivity for cyclization reaction of pseudoionone compared to traditional SO₄²⁻/TiO₂. A combination of XRD, N₂ adsorption–desorption and FTIR spectroscopy indicated that the catalysts possess well-ordered mesostructure, and the grafted TiO₂ are in highly dispersed amorphous form rather than crystalline phase. For S₂O₈²⁻/TiO₂/MCM-41 higher S content and more Br?nsted acid sites can be achieved by persulfation, which is favorable for the protons participated cyclization reaction. The similar Si–O–Ti–O–S=O structure of all acid sites on pore surface of the catalysts is attributed to the improvement of selectivity in comparison with SO₄²⁻/TiO₂.     

SO2-4/ZrO2/MCM-41催化合成柠檬酸三丁酯的研究

水热合成了介孔材料MCM-41,并以其为载体负载固体超强酸SO^2-₄/ZrO₂,通过XRD和N2吸附/脱附对制备的SO^2-₄/ZrO₂/MCM-41催化剂进行表征,认为MCM-41负载SO^2-₄/ZrO₂后,仍为长程有序的六方孔道结构。在固定床反应器中,以柠檬酸和正丁醇为原料,研究该催化剂合成柠檬酸三丁酯的活性。对反应条件进行了考察,得出最佳反应条件：温度140 ℃,空速1.0 h^-1,醇酸物质的量比为4.5。在此条件下,柠檬酸的酯化率最高可达94.5％。48 h的寿命实验结果表明,该催化剂具有较好的稳定性。     

SO2-4/TiO2-Al-MCM-41制备及其催化合成戊酸丁酯

选择硅酸四乙酯为硅源,在室温和pH=3.5条件下合成具有较低硅铝比的MCM-41型分子筛。以其为基础载体,采用浸渍和焙烧法制备含钛分子筛型固体超强酸。低温N₂吸附、IR、SEM和XRD分析表明,铝已进入分子筛的骨架中;Hammett指示剂测定表明,酸强度H₀<－14.52。以戊酸丁酯合成为探针反应,考察了催化剂的催化性能。结果表明,反应温度为138 ℃、催化剂用量为反应物总质量的1%、丁醇和戊酸的物质的量比为3∶1条件下,产品转化率达98.5%。     

浸渍法制备SO42-/TiO2-La2O3及其光催化氧化性能

不同硫酸浓度条件下,利用浸渍法处理TiO₂-La₂O₃,制得系列固体超强酸SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃。通过XRD、FT-IR、TG-DTA和UV-Vis表征,揭示SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃的微观结构和内在规律性。以邻硝基苯酚为探针反应,考察SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃光催化性能。结果表明,SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃的光催化活性明显高于TiO₂-La₂O₃,SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃的催化活性取决于H₂SO₄浓度,浸渍液中H₂SO₄的合适浓度为0.5 mol·L^-1,掺杂La₂O₃适宜的物质的量分数为0.5%,最佳焙烧温度为500 ℃。     

La3+-SO2-4/TiO2催化合成衣康酸二丁酯

研究了固体超强酸La³⁺-SO^2-₄/TiO₂催化衣康酸与正丁醇合成衣康酸二丁酯的酯化反应,考察了催化剂种类,确定以La³⁺-SO^2-₄/TiO₂为催化剂,催化剂La³⁺-SO^2-₄/TiO₂的最佳焙烧温度为450 ℃。并考察反应物配比、催化剂用量和反应时间等因素对酯化反应的影响,确定最佳工艺条件：n（衣康酸）∶n（正丁醇）＝1∶3,催化剂用量为反应物总质量的4.5%,反应时间3.0 h。在该条件下,衣康酸转化率达95.7%,产物衣康酸二丁酯收率为93.3%。并对La³⁺-SO^2-₄/TiO₂的重复使用性能进行考察,结果表明,与La³⁺-SO^2-₄/TiO₂相比,La³⁺-SO^2-₄/TiO₂重复使用5次后,仍具有较高的催化活性,衣康酸转化率为92.3%,衣康酸二丁酯收率90.8%,说明稀土元素La的添加对于增加固体超强酸的寿命起了主要作用。     

SO42-/TiO2/Al2O3型固体酸制备及催化合成醋酸丁酯

以共沉淀-浸渍法制备了SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂,醋酸与正丁醇酯化反应作为探针反应,考察SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂的催化性能,采用响应面法对制备催化剂过程中的陈化温度、硫酸浸渍液浓度和焙烧温度因素进行优化,通过XRD和IR对制备的固体酸催化剂进行表征。结果表明,在陈化温度-4 ℃、硫酸浸渍液浓度1.48 moL·L^-1和焙烧温度586 ℃条件下制得的催化剂催化性能最高,醋酸正丁酯酯化率可达98.1%,重复使用性良好。     

固体超强酸S2O82-/TiO2催化合成乙酸仲丁酯

用溶胶-凝胶法制备了固体超强酸S2O82-/TiO2，将其甩于乙酸仲丁酯的合成，考察了反应条件对酯化率的影响。结果表明：当冰乙酸的用量为0．12mol时，仲丁醇为O14mol，催化剂为1．0g，带水剂4．0mL，反应1．5h，酯化率可达92．0％以上，催化剂在无需再生的条件下多次重复使用，活性下降趋势平缓，显示良好的稳定性，表明该固体超强酸具有潜在的工业价值。