新型纳米SO42-/TiO2催化剂制备及催化合成醋酸丁酯

采用高压水热法合成纳米锐钛矿相TiO₂前驱体,通过H₂SO₄溶液浸渍制备系列新型SO₄^2-/TiO₂催化剂,采用XRD、TG-DTG和TEM对其结构和形貌进行表征,并用于催化醋酸与正丁醇的酯化反应,考察H₂SO₄溶液浓度、浸渍时间和反应时间对酯化率的影响。结果表明,在H₂SO₄浓度1 mol·L^-1、浸渍时间12 h和反应时间180 min条件下,酯化率高达99.2%,催化剂具有优异的催化性能和较佳的重复使用性。     

复合固体超强酸SO42-/ZrO2-Al2O3催化合成乳酸正丁酯的研究

合成了几种不同Zr、Al原子比的SO42-/ZrO2-Al2O3复合固体超强酸,将其用于催化乳酸与正丁醇的酯化反应,均有较好的催化活性,尤以ZrAl=12的催化效果最好,经济性优于ZrO2超强酸催化剂.其最佳反应条件为酸醇摩尔比为13,催化剂用量为乳酸质量的10%,反应时间2～2.5h,酯化率达96.9%.该催化剂具有制备容易、催化活性高、不污染环境、可重复使用的优点.     

SO42-/TiO2固体超强酸催化合成乙酸乙酯

用固体超强酸SO42-/TiO2为催化剂,以乙醇和乙酸为原料合成乙酸乙酯,探讨了催化剂制备条件酯收率的影响,实验结果表明:当用1 mol.L-1H2SO4浸渍TiO212 h,400℃焙烧2 h所得固体超强酸对催化合成乙酸乙酯显示出较高的催化活性。反应温度80℃,催化剂用量为2.0 g,醇酸摩尔比1.8∶1,反应时间为3.0 h时酯的收率最高可达97%。     

SO42-/Al2O3-ZrO2/SBA-15固体酸催化合成棕榈酸甲酯

将Al(NO3)3.9H2O,Zr(NO3)4.5H2O与活化后的主体材料SBA-15分子筛通过尿素水解的方法,制备了改性SBA-15分子筛,进一步用硫酸浸渍处理改性分子筛以增强分子筛表面的酸活性中心。并采用红外光谱、扫描电镜、透射电镜等分析方法对试样进行了表征,结果表明,制得的催化剂SO24-/Al2O3-ZrO2/SBA-15仍然保持高度有序的介孔一维六角结构。并将其催化剂用于棕榈酸与甲醇的酯化反应中,采用正交实验确定较佳的工艺条件为:催化剂用量为1.2 g,n(棕榈酸)∶n(甲醇)=1∶12,反应时间为9 h,此条件下棕榈酸甲酯的反应收率可以达到82.3%,实验表明所合成的固体酸催化剂具有良好的催化性能。     

固体超强酸TiO2/SO42-催化合成乙酸苄酯

研究了以固体超强酸TiO2/SO42-为催化剂,乙酸和苄醇为原料合成乙酸苄酯,考察了反应条件对酯化率的影响,结果表明,当酸的用量为0.2 mol,醇酸摩尔比为1.8,催化剂用量为2.0 g,带水剂甲苯为15 mL,反应时间为2.0 h,反应温度为100～110C时,酯化率达91.2%.     

SO42-/WO3-ZrO2催化合成乙酸丁酯

制备了硫酸促进型酯化催化剂SO42-/WO3-ZrO2,考察了WO3含量、焙烧温度和焙烧时间等对酯化率的影响。结果表明催化剂适宜制备条件为：WO3含量10%,300℃焙烧2h;将其用于催化乙酸与正丁醇的酯化反应合成了乙酸丁酯,反应条件为：乙酸0.2mol,催化剂0.75g,n（正丁醇）∶n（乙酸）=1.8∶1,反应时间30min,酯化率可达98.2%。     

固体超强酸La3+-SO42-/TiO2-Fe2O3催化合成对羟基苯甲酸丁酯

以固体超强酸La3+-SO42-/TiO2-Fe2O3为催化剂合成了对羟基苯甲酸丁酯,考察了原料配比、催化剂用量、反应温度和反应时间等因素对产品收率的影响。试验结果表明:La3+-SO42-/TiO2-Fe2O3是合成对羟基苯甲酸丁酯的良好催化剂,当n(丁醇)/n(对羟基苯甲酸)=4.0,催化剂用量为对羟基苯甲酸质量的6%,反应温度120℃,反应时间4.0 h,对羟基苯甲酸丁酯的收率达到89.27%。     

新型稀土固体超强酸SO42-/MnO2/La3+的合成研究

以硫酸锰和硝酸镧为原料,采用共沉淀-浸渍法制备不同比例的SO^2-₄/MnO₂/La³⁺。以催化合成乙酸苄酯为探针反应,考察H₂SO₄浓度、La（NO₃）₃的质量分数、焙烧温度、焙烧时间等因素对其催化活性的影响。结果表明,催化剂制备的最佳条件为:硝酸镧的加人为硫酸锰的3%（质量分数）,浸渍浓度为1 mol·L^-1的H₂SO₄,焙烧温度为450℃,焙烧时间3 h,酯化率到达最大,为89.7%。     

固体酸SO42-/ZrO2催化蔗糖制备乙酰丙酸乙酯

采用沉淀-浸渍法制备了一系列不同焙烧温度的SO42-/ZrO2固体酸催化剂,考察了其催化转化蔗糖制备乙酰丙酸乙酯的反应活性。反应过程条件如催化剂用量、反应温度、反应时间以及催化剂重复使用对产物得率的影响进行了研究。结果表明合适的工艺条件为:催化剂焙烧温度600℃、催化剂添加的质量分数为2.5%、反应温度200℃和反应时间2 h。该条件下蔗糖几乎完全转化,乙酰丙酸乙酯得率(摩尔分数)最高达36.6%。回收的SO42-/ZrO2催化剂焙烧后在多次重复使用过程中仍然表现出较好的催化活性。X射线衍射仪(XRD)和NH3-程序升温脱附法(NH3-TPD)分析表明,随着重复使用次数的增加,SO42-/ZrO2的晶形结构基本保持不变,酸强度和总酸量稍微有所下降,主要酸性仍保留。本研究为生物质基化学品乙酰丙酸乙酯的制备提供了一条有效的、环境友好的途径。     

SO42-/MxOy型固体超强酸催化剂改性及应用研究进展

SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸型催化剂具有活性高、污染小、不腐蚀设备和可重复使用等优点,是一种典型的环境友好催化剂。分析微乳液法、水热法、回流老化法和模板法等制备方法对催化剂催化性能的影响,介绍催化剂载体改性、引入金属或分子筛、促进剂等改性方面的研究进展,综述SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸催化剂在有机反应包括异构化反应、酯化反应、烷基化反应、酰化反应、脱水反应和齐聚反应中的应用。今后研究重点是如何利用新技术改进催化剂的制备过程和提高固体酸比表面积。     

MoO3改性SO42-/Al2O3-ZrO2固体酸的制备和表征

以硝酸锆为锆源、硝酸铝为铝源,采用共沉淀法制备了Al₂O₃-ZrO₂复合载体,通过MoO₃改性和H₂SO₄浸渍法制备了MoO₃改性的SO₄^2-/Al₂O₃-ZrO₂催化剂。用XRD和FT-IR对催化剂进行表征,用元素分析仪测定硫含量,用乙酸和正丁醇的酯化反应对其催化活性进行考察。结果发现,当MoO₃添加质量分数达12.0%时,出现MoO₃衍射峰,表明适当的MoO₃可以单层分布在催化剂表面,从而稳定SO₄^2-的存在。FT-IR分析结果表明,催化剂具有固体酸的特征峰。在MoO₃添加质量分数为8.0%和焙烧温度650 ℃时,催化剂的催化活性达最大值,催化活性与硫含量的增加不一致。     

用玻璃球负载纳米级SO4^2-／TiO2固体超强酸催化合成乙酸正丁酯

用玻璃球负载纳米级SO42-/TiO2固体超强酸催化合成乙酸正丁酯,对催化剂的制备条件和乙酸正丁酯的合成条件进行了研究。在最佳反应条件下,乙酸的转化率为99.3%,催化剂重复使用8次后乙酸的转化率仍高达92.3%。该催化剂选择性好,未发现有副产物生成,看来具有较好的应用前景。     

SO4^2-／Al2O3-SiO2固体超强酸催化合成环己烯

在固体超强酸SO4^2-／Al2O3-SiO2存在下,研究了环己醇脱水制备环己烯的反应,考察了Al2O3与SiO2的物质的量比、催化剂焙烧温度、催化剂用量及其重复使用对反应产率的影响,并通过实验得到了最佳反应条件。     

磁性纳米固体超强酸SO4^2-/TiO2催化合成二芳基乙烷的研究

研究了以磁性纳米固体超强酸SO42-/TiO2为催化剂,以二甲苯和苯乙烯为原料合成二芳基乙烷的反应。探讨了固体超强酸制备过程中浸泡液的浓度、焙烧温度对二芳基乙烷产率的影响。结果表明,硫酸的浓度为1.0 mol/L,焙烧温度为550℃制得的催化剂合成二芳基乙烷催化活性最好;在原料苯乙烯与二甲苯摩尔比为1∶7.5,催化剂用量为1.5%（总投料质量百分比）,反应时间为3 h,反应温度140℃时,产率可达94.5%,比浓硫酸催化产率提高了25%左右,为实现二芳基乙烷的绿色生产技术提供了依据。     

纳米固体超强酸SO4^2-／CoFe2O4催化合成棕榈酸异辛酯的研究

利用硝酸铁和硝酸钴为原料制备了纳米固体超强酸SO4^2-／CoFe2O4催化剂。透射电镜（TEM）测量结果表明,自制催化剂颗粒粒径在20～50nm。实验探讨了硫酸铵浸渍浓度、催化剂焙烧温度、焙烧时间对催化剂催化活性的影响;并以纳米固体超强酸SO4^2-／CoFe2O4为催化剂,研究了棕榈酸与异辛醇合成棕榈酸异辛酯过程中影响酯化率的主要因素。实验确定的最优合成条件是：醇酸物质的量比2．0：1,催化剂质量分数（占反应物总质量的分数）0．50％,反应时间3．0h,并添加了带水剂,在此条件下反应的酯化率可达97．4％。     

用SiO2负载纳米级SO4^2-）/TiO2固体超强酸催化合成柠檬酸三正丁酯

用SiO2负载纳米级SO24-/TiO2固体超强酸为催化剂,对合成柠檬酸三正丁酯的条件和催化剂的重复使用效果进行了研究。在最佳反应条件下,柠檬酸的转化率98.1%,催化剂重复使用6次后的转化率仍高达90.5%。催化产物的气相色谱说明,该催化剂选择性好,无副产物生成,具有较好的应用前景。     

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%。     

固体超强酸Al2O3／SO4^2-催化合成乙酸苄酯的研究

合成了固体超强酸Al2O3/SO42-(普通型A l2O3),并以它为催化剂,以苯甲醇和冰乙酸为原料合成乙酸苄酯。讨论了酸醇摩尔比、反应时间、催化剂用量及其重复使用次数等因素对酯化率的影响。结果表明,乙酸苄酯最适宜的合成工艺条件为:酸醇摩尔比2∶1、催化剂用量3.5%(占总质量)、带水剂(苯)用量40%(占总质量)、反应时间6 h。在此条件下,酯化率为76%,酯含量为91%。Al2O3/SO42-催化剂的合成方法简单,催化活性高,可重复使用多次。     

制备条件对SO4^2-／Al2O3固体超强酸性质的影响

本文以γ-Al2O3为载体,H2SO4溶液为浸渍液制备了SO24-/Al2O3超强酸催化剂。用正交实验的方法对SO42-/Al2O3超强酸的制备条件进行了考察,找到了决定SO42-/Al2O3酸性质的主要因素。     

固体酸SO4^2-/SnO2催化合成DOP的研究

采用自制的固体酸SO4^2-/SnO2为催化剂合成DOP，分别考察了催化剂用量、醇酐比、反应时间等对合成DOP的影响。实验表明，在DOP的合成中最佳的合成条件是：采用14g的SO4^2-/SnO2催化剂／mol（苯酐），醇酐比为2.35：1，反应时间为3．5h，其酯化率可达91％以上。SO4^2-/SnO2作为该反应的催化剂具有催化活性高、寿命长、可多次重复使用、产物易纯化分离、且产品色泽浅等优点，可望代替传统浓硫酸作催化剂应用于DOP的合成。