ZrO_2-Dy_2O_3/SO_4~(2-)-HZS M-5催化剂合成柠檬酸三丁酯的研究

研制了分子筛复合超强酸催化剂ZrO2 Dy2 O3 /SO4 2 - HZSM 5 ,以柠檬酸和正丁醇的酯化合成为模型反应 ,考察了制备条件对催化剂性能的影响 ,运用AES和XRD分别对催化剂的失活原因和物相组成进行了初步探讨。结果表明 ,催化剂ZDSH具有良好的催化活性和稳定性 ,能使柠檬酸的转化率达到 97 6 7% ,反复使用 5次后活性只下降4 41% ;焙烧温度和 (NH4 ) 2 SO4 用量对催化活性有显著的影响 ;Dy2 O3 的添加 ,明显提高了催化剂的稳定性 ;催化剂的失活主要是由于表面积炭引起的 ;催化剂中ZrO2 主要以T晶相存在。     

复合固体超强酸SO4^2-／ZrO2-Al2O3-V2O5的制备及催化性能研究

介绍了复合固体超强酸催化剂SO4^2-／ZrO2-Al2O3-V2O5的制备方法,用红外光谱、XRD、DSC—TGA、BET等多种方法对制备的催化剂进行表征。考察了催化剂制备条件如晶化温度、偏钒酸铵溶液浸渍前后焙烧与否以及V2O5的引入对催化剂活性的影响。结果表明,在晶化温度-10℃、偏钒酸铵溶液浸渍前后分别焙烧后制备的SO4^2-／ZrO2-Al2O3-V2O5催化剂具有最强的酸性和催化活性,用于乙酸正丁酯合成时酯化率达98．5％,并且有较高的稳定性。     

固体超强酸SO4^2-／ZrO2-Al2O3催化正丁烷异构化反应研究

在固体超强酸SO4^2-／ZrO2基础上添加Al2O3,利用Al2O3与ZrO：的相互作用,制备了复合氧化物固体超强酸SO4^2-／ZrO2-Al2O3,并通过XRD、XPS、FTIR等实验技术对催化剂的体相结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性进行了研究。结果表明,Al2O3的引入稳定了四方晶相的ZrO2,抑制了ZrO2由四方晶相向单斜晶相的转变,使催化剂活性显著提高,Al2O3含量为1．5％的样品异丁烷最高收率达31．7％,选择性达65．5％。     

甲醇乙醇催化合成异丁醛催化剂V2O5的失活研究

研究了在V2O5催化剂上,在常压、反应温度375℃,原料甲醇与乙醇摩尔比为3:1,体积空速为2 h-1条件下一步催化合成异丁醛.考察了催化剂的稳定性和催化剂失活的原因.实验结果表明,反应至330 min后催化荆活性几乎不再变化,此时乙醇转化率在70%左右,而异丁醛的选择性仅为10%左右,催化剂几乎不再具有活性.表征测试结果表明,催化剂失活的原因是:反应过程中结焦;V2O5,在反应过程中被还原为V2O3;V2O5在反应过程结构的变化导致酸量的增加.催化剂失活为可逆失活,高温烧炭再生能使失活催化剂恢复其催化活性.     

Pt/SO42-/ZrO2-Al2O3在正己烷异构化反应中的催化行为

采用连续流动的固定床微反装置考察了Pt/SO24-/ZrO2-Al2O3(PSZA)在正己烷异构化反应中的催化行为。采用NH3-TPD、H2-TPR及TG表征了催化剂的酸性、还原性能及硫物种含量。结果表明,PSZA的初始异构化催化活性几乎不受反应温度的影响,而稳定性则与反应温度密切相关。低温下反应,催化剂在短时间内迅速失活,而提高反应温度可大大提高PSZA的反应稳定性。PSZA具有良好的再生性能,与新鲜催化剂相比,多次再生后的催化剂异构化催化活性基本没有变化。PSZA在低温下的快速失活与其催化活性中心产生的机理有关,而与其硫损失或硫物种的还原无关。在异构化反应过程中,催化剂通过氢溢流可产生强酸活性中心,并在反应过程中不断被消耗;在高温下通过氢溢流不断产生新的强酸中心,使催化活性保持稳定;而低温下氢溢流难以发生,消耗的强酸活性中心不能及时补充,使催化活性下降。     

固体超强酸在催化正己烷异构化反应中失活的研究

研究了固体超强酸催化剂SO4^2-／ZrO2及负载型SO4^2-／ZrO2-SiO2催化剂在催化正己烷异构化反应中的失活与再生问题。结果表明，在催化正己烷异构化反应过程中，催化剂SO4^2-／ZrO2和SO4^2-／ZrO2-SiO2均存在明显的失活现象。失活的主要原因是积炭覆盖了催化剂表面的超强酸中心，但可通过烧炭的方法除去表面的积炭而使催化剂再生。再生后的催化剂的活性并没有明显降低。催化剂SO4^2-／ZrO2-SiO2的催化活性明显低于SO4^2-／ZrO2，催化剂制备过程中焙烧温度有显著的影响。通过对催化剂积炭过程的动力学分析，提出了失活过程的模型，并依此计算了固体超强酸催化烷烃异构化反应的积炭反应的表观活化能。     

Pt-SO2-4/ZrO2-Al2O3固体超强酸上正丁烷异构化反应的研究

制备了复合氧化物固体超强酸催化剂Pt-SO2-4/ZrO2-Al2O3,通过XRD、XPS、SEM、FT-IR等手段研究了其结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性.结果表明,适量的Al2O3稳定了四方晶相的ZrO2,抑制了ZrO2由四方晶相向单斜晶相的转变.掺杂Pt提高了正丁烷异构化反应的催化活性.采用w(Al)=1.5%的催化剂,异丁烷最高收率达37%,选择性达70%.     

Pt-SO4^2-／ZrO2-Al2O3固体超强酸上正丁烷异构化反应的研究

制备了复合氧化物固体超强酸催化剂Pt-SO4^2-／ZrO2-Al2O3，通过XRD、XPS、SEM、FT-IR等手段研究了其结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性。结果表明，适量的Al2O3稳定T四方品相的ZrO2，抑制了ZrO2由四方晶相向单斜晶相的转变。掺杂Pt提高了正丁烷异构化反应的催化活性。采用W（Al）=1．5％的催化剂，异丁烷最高收率达37％，选择性达70％。     

S2O82-/ZrO2-SiO2催化合成柠檬酸三丁酯

以固体超强酸S2O8-2-／ZrO2-SiO2作催化剂，用柠檬酸和正丁醇合成了柠檬酸三丁酯。考察了影响酯化反应的主要因素，确定了该酯化反应的最佳条件：柠檬酸用量为0．1mol，正丁醇与柠檬酸的摩尔比为4．8：1，催化剂用量(以柠檬酸质量计)1．4％，130～140℃下反应3．5h。此条件下柠檬酸的酯化率为95．1％。催化剂易与产物分离，再生后可重复使用。     

SiO_2或TiO_2改性S_2O_8~(2-)/ZrO_2固体超强酸的结构及其催化性能

利用共沉淀法合成了S2O82-/ZrO2-SiO2(SZS)和S2O82-/ZrO2-TiO2(SZT)固体超强酸催化剂,通过XRD,FTIR,SEM对催化剂进行了表征;以酯化反应为探针,考察了催化剂的配比、浸渍液(NH4)2S2O8的浓度、浸渍时间及焙烧温度对酯化率的影响,初步探讨了SiO2或TiO2改性对S2O82-/ZrO2固体超强酸的结构和催化活性的影响。实验结果表明,SiO2或TiO2的引入对ZrO2的晶化和催化活性有不同的影响,引入SiO2比引入TiO2更易于覆盖催化剂的酸中心,且引入TiO2的SZT催化剂比引入SiO2的SZS催化剂更容易被S2O82-溶解形成硫酸盐;焙烧温度高于500℃后,固体酸表面的硫物种流失严重,同时由于SZS催化剂形成的晶面,因此SZS催化剂的活性比SZT催化剂下降明显。     

稀土复合固体超强酸SO42-/ZrO2-Nd2O3催化合成乙酸正丁酯

以纳米稀土复合固体超强酸SO42-/ZrO2-Nd2O3为催化剂,乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯.通过正交试验考察了反应条件对酯化率的影响.结果表明,最佳的反应条件是:乙酸用量为0.2 mol时,乙酸与正丁醇摩尔比为1∶1.4,催化剂用量为1.0g,回流分水反应时间为120 min.在此条件下,酯化率可达98.8%.实验还发现,稀土复合固体超强酸SO42-/ZrO2-Nd2O3可多次重复使用并可活化再生,是一种稳定性高、选择性好的新型环境友好催化剂.     

纳米稀土复合固体超强酸SO4^2-／ZrO2-La2O3催化合成氯乙酸乙酯

以纳米稀土复合固体超强酸SO4^2-／ZrO2-La2O3为催化剂，氯乙酸与乙醇为原料合成氯乙酸乙酯。探讨了醇酸摩尔比、催化剂用量、环己烷用量、反应时间等因素对酯化率的影响。试验结果表明，纳米稀土复合固体超强酸SO4^2-／ZrO2-La2O3是合成氯乙酸乙酯的良好催化剂，其最适宜的反应条件：氯乙酸0．10mol，醇酸摩尔比3．0：1，催化剂用量1．0g，环己烷用量15mL，回流分水反应2．0h。在此条件下，氯乙酸乙酯酯化率可达94．3％。     

SO_4~(2-)改性锆交联粘土固体酸催化剂的热分析研究

用聚羟基锆离子交换Na基膨润土中的水合钠离子 ,再引入SO2 -4作促进剂进行改性 ,制备了SO2 -4改性锆交联粘土固体酸催化剂SO2 -4/Zr CLC ,以柠檬酸和正丁醇酯化反应为探针 ,考察其催化活性 ;采用热分析技术对催化剂的制备条件、热稳定性和失活原因进行表征 ,研究催化剂结构与性能的关系。实验结果表明 ,采用Zr撑柱后 ,交联粘土的结构羟基量明显增多 ;结构羟基和SO2 -4的含量随焙烧温度的升高而减少 ;催化剂SO2 -4/Zr CLC适宜的焙烧温度为5 0 0℃ ,该催化剂能使柠檬酸的转化率达 96 6 0 % ,反应后催化剂活性下降主要是由于表面积炭引起的。     

新型固体酸催化乙酸/丁醇气相酯化反应的研究

制备了SO4 2 -/Fe2 O3 ZrO2 SiO2 ,SO4 2 -/Fe2 O3 SiO2 ,SO4 2 -/ZrO2 SiO2 ,SO4 2 -/TiO2 SiO2 等固体酸 ,用于催化乙酸 /丁醇气相酯化反应 ,发现SO4 2 -/Fe2 O3 ZrO2 SiO2 新型固体酸具有良好的催化性能 ,乙酸丁酯收率可达 86 32 % ,选择性可达 93 15 % ,是一种有较好应用前景的新型环境友好气相酯化反应催化剂 ;在该反应中 ,反应物料空速、反应温度对反应影响较大 ,而在实验范围内的催化剂颗粒大小对反应影响较小。对催化性能较好的SO4 2 -/Fe2 O3 ZrO2 SiO2 型固体酸进行了XRD表征 ,该类催化剂中成分主要以无定形状态存在。     

SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸催化剂上异丁烷与丁烯烷基化的研究

在固定床连续性微反活性评价装置上 ,考察了异丁烷与丁烯在SO4 2 - /ZrO2 系列固体超强酸催化剂上烷基化反应的活性和选择性 ,借助XRD、DTA、NH3-TPD等分析方法对SO4 2 - /ZrO2 催化剂的结构和性能进行了表征。结果表明 ,SO4 2 - /ZrO2 催化剂表面酸性位的强度与焙烧温度密切相关。同时 ,SO4 2 - /ZrO2 固体超强酸催化剂上的中强酸位是烷基化反应的主要活性位 ,但酸强度越高 ,其比活性越高 ,而目标产物三甲基戊烷选择性越低。SO4 2 - /ZrO2 催化剂的弱酸位有利于烯烃齐聚反应 ,强酸位有利于裂化反应 ,氢转移、异构化反应一般发生在中强酸位 ,与烷基化反应要求的酸性位很接近 ,烷基化反应酸强度控制在 -8 1～ -12 7为宜     

Pt/ZrO2- Al2O3 催化剂芳构化反应性能研究

在微型反应装置上考察以ZrO2和γ-Al2O3为载体负载Pt的单金属催化剂和多金属催化剂的反应活性、选择性、稳定性. 实验结果表明，以ZrO2和γ-Al2O3为载体负载Pt的单金属催化剂ZAP具有非常好的正庚烷转化活性和甲苯选择性，而裂化性能较弱，反应初期正庚烷转化率为87.5%，甲苯收率达到33.0%，C3+C4收率在10.5%左右，但积炭速率较快，催化剂的稳定性略差；ZrO2和γ-Al2O3复合载体和单纯γ-Al2O3载体的酸性相当，在Pt/ZrO2-γ-Al2O3体系中引入La，抑制了催化剂的脱氢环化活性和加氢裂化性能，随着催化剂中La含量的增加，这种抑制作用更加明显。Sn的引入增强了催化剂的酸性，在高温高压下反应，含0.1%Sn的催化剂的裂化活性提高，而较高含量的Sn（0.3%）的加入明显降低了催化剂的反应活性和选择性。     

S_2O_8~(2-)/ZrO_2-SiO_2固体超强酸的合成及其催化合成硬脂酸正丁酯

以五水硝酸锆和九水硅酸钠为锆源和硅源、过硫酸铵为浸渍液,采用共沉淀法制备了S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸催化剂,并对催化剂进行了XRD,FTIR,SEM表征。以硬脂酸和正丁醇酯化合成硬脂酸正丁酯反应为探针,考察了催化剂制备条件和反应条件对酯化反应的影响。表征结果显示,SiO2的引入延迟了ZrO2的晶化和晶相的转化,当焙烧温度为550℃时,催化剂中四方晶型ZrO2结构和单斜晶型ZrO2结构同时存在,催化剂表面呈针状。在n(硝酸锆)∶n(硅酸钠)=2.0∶1.5、浸渍液过硫酸铵浓度0.5 mol/L、浸渍时间2 h、焙烧温度450℃、焙烧时间3 h的条件下制备的S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸的催化活性较好。酯化反应的适宜条件为:硬脂酸用量5.7 g、n(硬脂酸)∶n(正丁醇)=1∶3、催化剂用量0.2 g、反应温度120℃、反应时间2.5 h;在此条件下,酯化率可达98.3%。     

固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2催化合成马来酸单糠醇酯的研究

合成了SO42-／TiO2、SO42-／Fe2O3、SO42-／SnO2、SO42-／ZrO2等4种固体超强酸,用作由糠醇和马来酐合成马来酸单糠醇酯的催化剂。结果表明,SO42-／ZrO2的催化活性最好,其较佳活化温度为590℃。用正交实验L9(33)筛选的较佳酯化条件为:马来酐／糠醇(摩尔比)=1:1.1,反应温度45℃,反应时间2.5 h,催化剂用量为总反应物质量的10％,平均收率92.6％。     

锆交联累托土制备及其用于催化合成柠檬酸三丁酯的研究

制备了锆交联累托土Zr CLR、SO4 2 -/Zr CLR。采用XRD、IR、TGA和DTA等分析手段对催化剂进行表征 ,并将其应用于催化合成TBC。结果表明 ,锆交联使得累托土的d0 0 1增大了 0 4 12nm ,结构坍塌的温度提高了 86℃ ,SO4 2 -的引入使得催化剂在 5 0 0℃焙烧时出现了SO4 2 -/ZrO2 螯合双配位的固体酸结构。在TBC的合成中 ,SO4 2 -/Zr CLR显示出良好的催化活性和稳定性 ,转化率达到 95 6 3%,反复使用 5次活性仅下降了 4 17%。