[BMIM]HSO_4/Al_2O_3的制备及其在甘油脱水反应中的应用研究

采用两步法合成离子液体[BMIM]HSO4,并采用浸渍法制备了[BMIM]HSO4/Al2O3催化剂,用IR、NMR、TG-DTG等方法对催化剂进行表征,并在常压连续流动的固定床反应器中考察其催化甘油脱水制备丙烯醛的性能,重点考察了催化剂离子液体的负载量、反应温度、体积空速对反应的影响及催化剂的稳定性。结果表明,较优条件为:[BMIM]HSO4/Al2O3催化剂w([BMIM]HSO4)为40%、反应温度为300℃、体积空速为6h-1,此时丙烯醛的摩尔选择性可达90.22%,甘油的转化率为100%,且催化剂在反应100h后仍保持75%的收率。     

[BMIM]Cl-AlCl_3离子液体催化正戊烷异构化反应性能

为研究离子液体的催化异构化性能,通过乙腈吸附红外光谱和紫外可见吸收光谱测定了合成的1-丁基-3-甲基咪唑氯铝酸([BMIM]Cl-AlCl_3)离子液体的酸性,并考察了离子液体中氯化铝的含量、引发剂种类及用量、反应温度以及剂油比等条件对正戊烷异构化反应的影响。结果表明,离子液体酸性随氯化铝含量升高而增强,当离子液体中氯化铝摩尔分数为0.70、添加的氯代正丁烷的体积为原料正戊烷体积的8%、反应温度为120℃、剂油质量比为1∶1时,正戊烷的转化率达到88.1%,异构烷烃收率达到74.8%。     

[HSO3-b-N(CH3)3]HSO4/SiO2催化剂上苯基羟胺Bamberg重排制备对氨基苯酚

在硝基苯加氢合成对氨基苯酚过程的Bamberg重排反应中,采用酸性离子液体来替代硫酸催化剂。设计并合成出了一种新型的含有-SO3H基团的季铵型酸性离子液体N,N,N-三甲基-N-磺丁基硫酸氢铵([HSO3-b-N(CH3)3]HSO4),并与另3种离子液体1-磺丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([HSO3-bmim]HSO4)、N,N-二乙基硫酸氢铵([(CH3CH2)2NH2]HSO4)及N,N,N-三甲基硫酸氢铵([(CH3)3NH]HSO4)的酸性质进行了对比,考察了这些离子液体在苯基羟胺Bamberg重排制备对氨基苯酚反应中的催化性能。为了减少离子液体的用量和便于回收催化剂,采用溶胶-凝胶法制备出负载型离子液体催化剂[HSO3-b-N(CH3)3]HSO4/SiO2,并对其催化性能进行了研究。结果表明,该催化剂在苯基羟胺Bamberg重排制备对氨基苯酚反应中具有较高的催化活性,在离子液体与苯基羟胺摩尔比为0.5、反应温度85℃、反应时间30 min的条件下,苯基羟胺转化率100%,对氨基苯酚选择性60.5%。     

含氟咪唑盐离子液体催化甘油与甲醇醚化反应

考察了一系列含氟咪唑盐离子液体对甘油与甲醇醚化反应的影响,发现[emim]BF4的催化效果较好,适宜的反应条件为:离子液体和甘油的摩尔比为4∶5、甲醇和甘油的摩尔比为10∶1、反应温度160℃、反应时间4h。此时,甘油的转化率为95.2%,单甲基甘油醚的收率为17.9%,二甲基甘油醚和三甲基甘油醚的收率分别为2.9%和4.1%。提出了离子液体[emim]BF4催化甘油与甲醇醚化反应的反应机理。     

H_3PW_(12)O_(40)/Al_2O_3催化剂在甘油脱水制备丙烯醛反应中的性能评价研究

采用等体积浸渍法制备了H3PW12O40/Al2O3催化剂,在常压连续流动固定床反应器中,对催化剂的活性稳定性进行了考察,同时利用BET、SEM和XRD等对反应前后的催化剂进行了基本表征。结果显示,在反应过程中,催化剂上的积炭量呈上升趋势,尤其在催化剂活性增长期其积炭生成速率很快。较高的空速有利于减少催化剂上的积炭量。积炭可能是由丙烯醛在杂多酸催化剂上的聚合而产生的,它覆盖在催化剂表面,堵塞了孔道,从而引起了催化剂活性降低。但积炭并没有破坏催化剂的结构,催化剂仍然保持Keggin结构,仍具有催化活性。     

杯[4]芳烃磺酸催化合成苯甲醛甘油缩醛

以杯[4]芳烃磺酸为催化剂,以甘油和苯甲醛为原料进行缩合反应,得到2-苯基-1,3-二氧六环-5-醇和4-羟甲基-2-苯基-1,3-二氧戊环的混合物。考察了原料配比、催化剂用量、反应时间、油浴温度、带水剂的量及种类对苯甲醛转化率的影响。结果表明,杯[4]芳烃磺酸是合成苯甲醛甘油缩醛的高效催化剂,反应的适宜条件为:n(苯甲醛)∶n(甘油)=1∶1.1,催化剂的质量为反应物总质量的0.1%,15mL甲苯为带水剂(占反应物总质量的1.26%),130℃反应1h,苯甲醛的转化率为98.35%,主产物2-苯基-1,3-二氧六环-5-醇的选择性为73.94%。     

H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2催化甘油制备丙烯醛的研究

采用等体积浸渍法合成了负载型H3PW12O40/SiO2催化剂,在常压连续流动的固定床反应器中,考察了其对甘油脱水制备丙烯醛的催化性能。结果表明,在反应温度为300℃,H3PW12O40杂多酸负载质量百分含量为30%时,催化剂具有较高的催化活性和生成丙烯醛的选择性,甘油的转化率达到98.2%,丙烯醛的摩尔选择性为85.6%。通过红外光谱对H3PW12O40和H3PW12O40/SiO2催化剂的结构进行研究,发现催化剂基本保持杂多酸的Keggin结构。     

甘油脱水制丙烯醛杂多酸催化剂的研究进展

随着生物柴油产业的蓬勃发展,副产物甘油大量过剩,开展催化甘油转化制高附加值化学品的研究意义重大。阐述了甘油脱水制丙烯醛杂多酸型催化剂的研究进展,详细介绍了杂多酸、碱金属杂多酸和以二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆、五氧化二铌等为载体的负载型杂多酸催化剂在甘油脱水制丙烯醛反应中的性能。载体、杂多酸的负载量、催化剂的孔径、孔道结构、酸量、酸类型、反应工艺条件等对催化剂的活性、选择性、寿命有很大影响。提出需要对杂多酸型催化剂甘油脱水反应机理、催化剂失活机理等做更深入的研究,为筛选出高活性、高选择性、高稳定性的杂多酸型催化剂提供理论指导。     

[C4mim]HSO4离子液体脱除页岩油柴油馏分中氮化物的研究

合成了1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐离子液体,并以氮含量高的抚顺页岩油柴油为原料考察其脱氮性能。分别研究了温度、油/IL质量比、水/IL、反应时间、沉降时间等因素对总氮和碱性氮脱除效率的影响。试验结果表明：该离子液体具有较好的脱氮性能,在抽提温度30℃、油剂质量比7:1、水剂质量比2:1、抽提时间20min、沉降时间2h的条件下,碱氮和总氮脱除率分别为90%、71%,且离子液体回用5次,其碱氮脱除率仍可达到74%。     

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%。     

[BMim][HSO_4]-H_2SO_4二组分物系密度的测定及相关热力学性质的研究

在常压和283.15~313.15 K的温度范围内,测定了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMim][HSO_4])与H_2SO_4二组分物系在全浓度范围内的密度,由密度数据计算了不同温度和浓度下混合物的超额摩尔体积(VE)和各组分的偏摩尔体积,基于半经验Zhang方程和NMSRK状态方程建立了二组分物系密度的预测模型。实验结果表明,两种模型的计算值与实验值具有较高的符合度,其平均绝对误差均不超过0.30%;在全浓度范围内二组分物系的VE均为正值,当x_(H_2SO_4)=0.60时,物系的VE达到最大,最大值为2.462 80 cm~3/mol(313.15 K);二组分物系中[BMim][HSO_4]的偏摩尔体积随x_(H_2SO_4)的增大而增大,H_2SO_4的偏摩尔体积随x_(H_2SO_4)的增大而减小。     

铈改性的铜硅催化剂催化甘油氢解制备1,2-丙二醇

通过沉淀凝胶法制备了不同铈质量分数的铜铈硅催化剂。采用氢气程序升温还原、氢气程序升温脱附、X射线衍射等手段对催化剂进行表征。在连续流动固定床反应器上考察了铜铈硅催化剂上甘油氢解制备1,2-丙二醇的性能。结果表明:铈的引入使催化剂的还原峰从258℃提前到250℃,催化剂的氢脱附峰温度从129℃降低到100℃左右,并且提高了催化剂的稳定性。以乙醇溶剂代替水,抑制了活性中心Cu0晶粒的长大,获得了95.9%的甘油转化率和96.9%的1,2-丙二醇选择性,催化剂在200h内没有出现失活现象。     

新型填料式固体酸SO4^2-／Al2O3-Al催化合成乙酸乙酯

为了制备催化精馏用填料式催化剂，采用铝阳极氧化法和浸渍法制备了新型填料式SO4^2-／Al2O3-Al固体酸催化剂，并用于催化乙醇和乙酸的酯化反应。最佳反应条件为：醇酸摩尔比1：8，催化剂2．0g，反应温度90～100℃，反应时间6．0h，酯化率90．40％，选择性100％，催化剂可重复使用。     

CaO/Al2O3复合催化剂催化裂解大豆油制备烃类燃料的研究

以物理混合法制备复合催化剂CaO/Al2O3,采用单因素实验法,在固定床反应器以大豆油为原料进行CaO/Al2O3复合催化剂催化裂解大豆油制备烃类燃料的研究,考察裂解温度、空速、m（CaO）/m（Al2O3）对裂解产物的影响。结果表明：在裂解温度为510 ℃、空速为10.00 h-1 、m（CaO）/m（Al2O3）为2：8的条件下,裂解液收率为71.00%;裂解油组成中烃类质量分数高达80.96%,裂解油的运动黏度(20 ℃)为3.1 mm2/s,酸值为4.1 mg KOH/g,氧质量分数为2.37%,热值达44.79 kJ/g。