负载型磷钨酸催化杂醇油合成混合酯的研究

本实验以杂醇油和乙酸为原料，杂多酸HPW／MxOy为催化剂。在相同条件下将几种工艺进行比较，从而选出适合该酯化反应的工艺。同时考察了催化剂的用量、醇酸酯比、反应时间等对酯化反应的影响。并研究了杂多酸的重复使用性。确定了酯化率和酯含量最佳时的酯合成反应的工艺条件。     

Keggin型杂多酸催化酯化反应研究进展

简述了杂多酸的结构和性能。对近年来国内外有关杂多酸盐及其负载型杂多酸催化剂在酯化反应中的研究现状进行了分析介绍，展望了未来的发展方向。今后研究的重点是进一步解决活性成分溶脱以及催化活性同负载机理的关系等问题，负载型杂多酸催化剂在催化酯化反应中具有很好的应用前景。     

负载型杂多酸催化甲苯异丙基化反应

以等体积浸渍法制备了负载型杂多酸PWH/SiO2催化剂,采用高压流动微反装置研究了其催化甲苯与异丙醇烷基化反应结果的规律,关联表征结果确定制备负载磷钨酸的适宜条件为：负载量40%,焙烧温度200℃。其催化甲苯与异丙醇烷基化反应适宜反应条件是：反应温度为200℃,甲苯与异丙醇的摩尔比为4∶1,体积空速为2h?1,在此条件下,异丙醇的转化率最高达到92.94%,烷基化反应选择性达83.89%。     

无机盐催化高酸值油脂酯化反应的研究

以高酸值油脂和甲醇为原料,研究了六种无机盐在生物柴油酯化反应中的催化活性。结果表明,硫酸氢钠的催化酯化活性最好,并得到最优化条件如下：醇酸物质的量10：1,反应温度70℃,反应时间300min,催化剂用量4％,酯化率达到90．5％。优化条件下,二次酯化率达到98％。且催化剂易回收,具有良好的重复使用性能。     

磺化聚醚砜/聚醚砜共混膜的制备及膜催化酯化反应动力学研究

以聚醚砜(PES)为基体,磺化聚醚砜(SPES)为催化活性成分,通过溶剂挥发法制备SPES/PES共混膜,用于酸化油(酸值153 mg KOH/g)酯化反应制备生物柴油,并研究了SPES/PES共混型催化膜酯化反应动力学。结果表明,在不同反应温度(45,55,65,75℃),不同的催化剂用量(0.68%,1.35%和2.70%)以及醇油质量比(1∶1,2∶1,5∶1,8∶1和10∶1)条件下,通过反应动力学计算出相应的反应速率以及反应级数。随着催化剂用量和醇油质量比的增加,反应速率逐渐增加,反应级数也增大,平均反应级数为n=2.2,而指前因子和活化能逐渐减小,说明由反应控制逐渐转为混合控制和反应控制。建立了SPES/PES共混型催化膜酯化反应动力学模型。得到实验值与理论值吻合程度较高(误差在±5%左右),验证了动力学模型的正确性。     

磺化聚醚砜/聚醚砜共混膜的制备及膜催化酯化反应动力学研究

以聚醚砜(PES)为基体,磺化聚醚砜(SPES)为催化活性成分,通过溶剂挥发法制备SPES/PES共混膜,用于酸化油(酸值153 mg KOH/g)酯化反应制备生物柴油,并研究了SPES/PES共混型催化膜酯化反应动力学。结果表明,在不同反应温度(45,55,65,75℃),不同的催化剂用量(0.68%,1.35%和2.70%)以及醇油质量比(1∶1,2∶1,5∶1,8∶1和10∶1)条件下,通过反应动力学计算出相应的反应速率以及反应级数。随着催化剂用量和醇油质量比的增加,反应速率逐渐增加,反应级数也增大,平均反应级数为n=2.2,而指前因子和活化能逐渐减小,说明由反应控制逐渐转为混合控制和反应控制。建立了SPES/PES共混型催化膜酯化反应动力学模型。得到实验值与理论值吻合程度较高(误差在±5%左右),验证了动力学模型的正确性。     

多孔材料负载型催化剂催化酯化反应研究进展

将杂多酸、固体酸、磺酸等负载于各种多孔材料上制成负载型催化剂以替代传统的硫酸催化剂,对多孔材料负载型催化剂催化酯化反应的研究进展情况进行了综述;并对多孔材料的选择和负载型催化剂的发展进行了展望。     

硅藻土负载磷钨酸催化合成阿司匹林

本实验通过控制单因素变量探究磷钨杂多酸的浸渍时间、磷钨杂多酸浸渍浓度、原料比例、反应时间等因素对阿司匹林合成的影响。研究结果发现催化剂制备的较优条件是在25℃下用0.046 mol/L的磷钨杂多酸溶液浸渍硅藻土,浸渍时间6 h;最佳反应条件是温度为80℃,反应时间30 min,m_水杨酸∶m_乙酸酐=1∶2,此条件下阿司匹林的产率为0.5918。在最佳反应条件下对催化剂的重复使用效果进行了实验。实验结果表明,催化剂在重复试验6次之后,催化合成阿司匹林的产率仍在45%以上,说明催化剂的重复使用率高,不易失去活性。     

活性炭负载磷钨酸催化合成乙酸苄酯

采用杂多化合物为催化剂,以磷钨酸(PW12)为活性组分,活性炭为载体,用浸渍法和回流吸附法制备出一系列的负载型PW12/C催化剂,并将其用于苯甲醇和冰乙酸合成乙酸苄酯的过程。通过考察酯化率的影响因素,得出PW12/C催化合成乙酸苄酯的较佳工艺条件为:苯甲醇与冰乙酸的摩尔比为1∶2.5,催化剂用量为反应物总量的2.54%,带水剂甲苯10.0 mL,反应时间2.0 h。在此条件下,酯化产率可达90%以上。该催化剂经回收处理后重复使用效果好。     

硅胶负载硫酸催化酯化反应研究

用热浓硫酸处理硅胶,制备了硅胶负载硫酸催化剂,用冰乙酸与异戊醇的酯化反应考察了催化剂的催化效果。结果表明,该催化剂经多次使用,仍具有良好的催化性能。当催化剂用量为2g,酸与醇的摩尔比为2.61时,4次合成乙酸异戊酯产率平均达到70.6%,与相同条件下浓硫酸催化效果相当。     

二氧化硅负载磷钨酸催化氧化环己醇为环己酮的研究

以二氧化硅为载体,采用等体积浸渍法制备了负载磷钨酸催化剂,利用XRD和FT-IR对催化剂进行了表征,并以H2O2(30%)为氧化剂,初步评价了催化剂催化氧化环己醇为环己酮的催化性能。结果表明,负载催化剂保持了磷钨酸的Keggin结构,在催化氧化环己醇的反应中表现出较强的催化活性,产物中只有环己酮;反应温度、时间等反应条件对催化氧化反应有明显的影响,在最佳条件下,环己醇转化率为86.5%;该氧化体系具有较宽的应用范围,实验所用伯醇、仲醇较好的氧化转化为相应的醛或酮。     

活性炭负载磷钨酸催化合成烷基多苷

用活性炭负载磷钨酸为催化剂,用二步法合成了十二烷基多苷(APG)。丁苷化反应的最优工艺条件是:磷钨酸负载量20%,用量为葡萄糖的5%,n(葡萄糖)∶n(丁醇)为5∶1,温度120℃,反应时间2 h。催化剂可以重复使用。在n(十二醇)∶n(葡萄糖)为2.5∶1时,可以用水萃取分离APG,得到的产品色浅且稳定。APG在水溶液中的临界胶束浓度为65.5 mg/L,表面张力为25.2 mN/m,泡沫力为160 mm,5 min后泡沫高度为158 mm。     

负载型磷钨杂多酸催化合成环烷酸正十八酯

研究了以石油环烷酸、正十八醇为原料,以浸渍法制备的负载型磷钨杂多酸作为催化剂,催化合成环烷酸正十八酯的酯化反应.对两种不同载体负载的催化剂的活性和寿命进行研究,结果表明活性炭负载型磷钨杂多酸催化剂更有利于催化合成环烷酸正十八酯的酯化反应.活性炭负载型磷钨杂多酸催化剂的用量为醇酸总质量的1.5%～2.5%时,催化效果较好,此时酯化率可达91%以上.     

硅胶负载的磷钨酸催化剂上萘的异丙基化反应

以负载于硅胶(SiO2)上的磷钨酸为催化剂,在100 mL间歇式不锈钢高压反应釜中,研究了萘与异丙醇的烷基化反应。结果表明,中低负载量的磷钨酸均匀分散于SiO2孔道内,负载量超过30％则产生聚积。负载量为30％的磷钨酸由于酸性强、酸量大且均匀分散而呈现较高的活性。对该催化剂,适宜的反应温度为200℃,醇萘比为3,低浓度反应有利于选择性的提高,产物分布随时间的关系曲线表明该反应属连串反应类型,反应温度是影响2,6-二异丙基萘(2,6-DIPN)产率的主要因素。     

Acetylation of glycerol to synthesize bioadditives over niobic acid supported tungstophosphoric acid catalysts

Acetylation of glycerol to yield mono, di and triacetin (acetylated glycerol) was carried over niobic acid supported tungstophosphoric acid (TPA) catalysts. The catalysts with varying TPA content were prepared and characterized by different techniques. The characterization results reveal the presence of well-dispersed Keggin ion on support. The results suggest that the glycerol conversion and selectivities depend on the acidity of the catalysts, which in turn is related to the content of TPA on niobic acid. The change in conversion and selectivities during the acetylation also is attributed to the reaction time, catalyst concentration and glycerol to acetic acid molar ratio.     

Nb2O5/α-Al2O3催化环氧乙烷水合制乙二醇研究

制备了Nb₂O₅/α-Al₂O₃催化剂并用于环氧乙烷水合制乙二醇反应，研究了反应条件对Nb₂O₅/α-Al₂O₃反应性能的影响，对催化剂的酸性进行了初步研究。在与工业生产乙二醇结果相近的情况下，使用Nb₂O₅/α-Al₂O₃催化剂，反应物床层停留时间由20～30 min缩短为2 min。而1 000 h寿命试验结果表明,该催化剂反应性能稳定，催化剂表征亦说明其具有良好的结构稳定性。     

Fe_3O_4-SiO_2负载型磷钼杂多酸催化制备生物柴油

利用共沉淀法制备分散性好、比表面积大和磁性强的Fe_3O_4磁粒颗粒。以正硅酸乙酯为前驱体,对Fe_3O_4磁粒子表面进行改性,制备了Fe_3O_4-SiO_2磁性粒子。以Fe_3O_4-SiO_2为磁性载体,利用溶胶-凝胶法将强酸性的磷钼杂多酸负载于磁性颗粒中,制得微米级磁载杂多酸催化剂。利用X射线粉末衍射、红外光谱、扫描电子显微镜和电子能谱等分析测试手段,对催化剂进行了结构表征。结果表明,磷钼酸包覆在SiO_2微孔孔壁中,保持了Keggin结构,确保其在催化反应中有较高活性。以酯转化率作为评价磁载杂多酸催化活性的指标,以餐饮业废油为原料,利用L_9(3~4)正交表进行正交实验,得出生物柴油的最佳制备条件:反应温度55℃,催化剂用量为废油质量的2%,反应5h,在此条件下,酯化率达85.11%。     

Cs-substituted tungstophosphoric acid salt supported on mesoporous silica

In this paper, we describe the characterization and catalytic properties of mesoporous silica supported Cs-substituted tungstophosphoric acid salt (Cs-TPA/MS) with improved dispersion of the active clusters compared to materials described previously in the literature. In particular, transmission electron micrographs and the activity results for a model alkylation reaction are presented as evidence for the enhanced dispersion and performance. In addition, we demonstrate improvements in the physical and thermal stability of these materials with Cs-substitution using various characterization techniques.     

Synthesis of cenosphere supported heterogeneous catalyst and its performance in esterification reaction

A heterogeneous catalyst has been developed from cenosphere, a byproduct generated in thermal power plant. The performance of catalyst was investigated in the esterification of propionic acid and ethanol. The catalyst was characterized by FTIR, X-ray diffraction, field emission scanning electron microscope, and Brunauer–Emmett–Teller surface area and surface acidity analysis. The response surface methodology (RSM) with the Box–Behnken design was employed to design the experiments as well as to optimize the various process parameters such as catalyst loading, alcohol/acid molar ratio, and reaction temperature. The characterization revealed that the cenosphere supported catalyst possessed increased amounts of silica content, surface hydroxyl groups, surface area as well as surface acidity as compared with that of pristine cenosphere. The catalyst showed an excellent activity in the esterification reaction with a maximum conversion up to 91%. The RSM model well fitted the experimental data and predicted optimal conditions which were validated experimentally with a good agreement. The recyclability study showed a significant catalytic stability up to three reaction cycles. This study reveals that the cenosphere supported catalyst can be used as a potential catalyst in the esterification reaction may replace the conventional homogeneous acid catalyst.