固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2-SiO_2的制备及其催化性能的研究

分别以氧氯化锆、硅溶胶和氨水为锆源、硅源和沉淀剂,采用共沉淀法制备Zr(OH)4-Si(OH)4,110℃干燥后经硫酸浸渍、干燥和焙烧制得SO42-/ZrO2-SiO2固体超强酸。XRD和比表面积测定结果表明,SiO2的引入对SO42-/ZrO2催化剂的结构产生了重要影响,从而使其比表面积明显增大。以所制备的SO42-/ZrO2-SiO2固体超强酸为催化剂,代替浓硫酸用于丁酸和丁醇的酯化反应,考察了硫酸浸渍液浓度、焙烧温度等制备条件对其催化性能的影响。结果表明,采用硫酸浸渍液浓度为1.0 mol/L,焙烧温度为550℃所制备的SO42-/ZrO2-SiO2催化剂,在丁醇和丁酸的物质的量比为1.2及不添加任何带水剂的条件下,丁酸丁酯的收率高达90%以上,优于SO42-/TiO2-WO3和TiSi W12O40/TiO2催化剂。     

固体超强酸SO42-/TiO2-SiO2催化合成尿囊素

用固体超强酸SO42-/TiO2-SiO2作催化剂,以尿素和乙二醛为原料合成尿囊素。得到了最佳条件为n(乙二醛)∶n(尿素)=1∶3.5,催化剂占总质量的3%,回流反应液温度为80℃,收率达65.4%。催化剂可重复使用,且对环境无污染。     

纳米固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2催化合成尿囊素的研究

以纳米固体超强酸SO24 /TiO2 为催化剂 ,以尿素和乙醛酸为原料合成了尿囊素 ,得到了最佳条件为 :尿素、乙醛酸摩尔比 3.5∶1 ,催化剂用量 6% ,反应温度 70～ 75℃ ,收率达 58.0 %     

固体超强酸SO42-/TiO2-Fe2O3催化合成柠檬酸三丁酯

制备固体酸催化剂SO42-/TiO2-Fe2O3,用于柠檬酸三正丁酯的合成试验.考察了反应时间、初始进料物质的量比、催化剂用量对反应产率的影响,反应最佳条件为:醇酸比6:1,催化剂用量2.0g(相对于0.1mol的柠檬酸),加热回流反应时间3h,转化率达94.5%,纯度大于99.0%.     

纳米固体超强酸SO2-4/TiO2催化合成尿囊素的研究

以纳米固体超强酸SO2-4/TiO2为催化剂,以尿素和乙醛酸为原料合成了尿囊素,得到了最佳条件为:尿素、乙醛酸摩尔比3.5:1,催化剂用量6%,反应温度70～75℃,收率达58.0%.     

固体超强酸对合成马来酸二辛酯的催化作用

SO42-/ZrO2-TiO2固体超强酸用作合成顺酐二辛酯的催化剂,具有活性高,易于产品分离、无污染、可重复利用等优点.文中讨论了SO42-/MxOy不同原子比的5种固体超强酸在合成顺酐二辛酯反应中的不同催化活性.实验证明:在同一制备条件下的不同催化剂其活性不同,Zr/Ti原子比为1/3时的固体超强酸活性选择性最好,可使顺酐的转化率高达96%.     

乙酯SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体超强酸催化合成苯甲酸

采用沉淀-浸渍法制备了SO42-/ZrO2-Al2O3固体超强酸,研究了SO42-/ZrO2-Al2O3固体超强酸催化苯甲酸与乙醇的酯化反应,结果表明最适宜的反应条件为:锆铝摩尔比为1:2,醇酸摩尔比为5,焙烧温度500～600℃,焙烧、反应各4h,催化剂的用量为总量的6.64%。此外,还测定了含氯的固体酸的性能,比较了优化后的固体酸与浓硫酸催化性能。     

稀土固体超强酸S2O82-/ZrO2-PrO2-TiO2催化合成苯乙酸乙酯

以稀土固体超强酸S2O82-/ZrO2-PrO2-TiO2为催化剂,苯乙酸和乙醇为原料合成了苯乙酸乙酯。考察了催化剂用量、原料配比、反应时间等对酯化反应的影响。其最适宜反应条件:酸醇比为1:5、催化剂用量为1.5 g(苯乙酸为0.1mol)、反应时间为6 h,在此条件下酯化率可达88%以上。表明固体超强酸S2O28-/ZrO2-PrO2-TiO2具有良好的催化活性,它的使用可避免用浓硫酸催化所造成的环境污染,并可重复使用。     

水热法制备固体酸SO4^2-/ZrO2催化合成乙酸正丁酯

通过水热法制备出SO42-/ZrO2固体酸催化剂,对催化剂进行XRD、IR表征,并以冰乙酸和正丁醇的酯化反应为探针,探讨了各个因素对反应的影响.结果表明:当反应时间为2 h,n(正丁醇):n(冰乙酸)=2:1,催化剂用量为0.2%(占总物料的质量分数),酯化率可达99.1%.同时利用未经水热反应制备SO42-/ZrO2做对比实验,结果发现水热法比常规法制备的材料比表面积增加一倍.     

稀土固体超强酸S2O^2- 8／ZrO2-PrO2-TiO2催化合成苯乙酸乙酯

以稀土固体超强酸S2O^2- 8／ZrO2-PrO2-TiO2为催化剂，苯乙酸和乙醇为原料合成了苯乙酸乙酯。考察了催化剂用量、原料配比、反应时间等对酯化反应的影响。其最适宜反应条件：酸醇比为1：5、催化剂用量为1．5g（苯乙酸为0．1 mol）、反应时间为6h，在此条件下酯化率可达88％以上。表明固体超强酸S2O^2- 8／ZrO2-PrO2-TiO2具有良好的催化活性，它的使用可避免用浓硫酸催化所造成的环境污染，并可重复使用。     

几种SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸酯化催化活性的研究

以醋酸和乙醇酯化为模型反应 ,考察了SO2 - 4/γ -Al2 O3,SO2 - 4/ZrO2 ,SO2 - 4/Fe2 O3等几种SO2 - 4/MxOy 型固体超强酸及其不同的制备方法对酯化反应催化活性的影响 ,得出以FeSO4 ·7H2 O在550℃下直接焙烧 ,所得SO2 - 4/Fe2 O3型固体超强酸催化活性最佳 ,且酯化反应主要为固体超强酸催化剂表面上的B酸中心所催化的结论。     

固体超强酸TiO2/SO42-催化合成乙酸乙酯

用溶胶凝胶法制备了固体超强酸,用XRD和SEM对其进行了表征,并用该固体超强酸催化合成了乙酸乙酯。结果表明:TiO2/SO24-的最佳焙烧时间为3 h,最佳焙烧温度为500℃,最佳浸渍浓度为1.5 mol/L;TiO2/SO24-催化酯化反应的最佳反应时间15 min,反应温度100-105℃,固体酸的投加量2%,最佳醇酸比1 1.3;并可重复使用,使之成为安全、绿色、环境友好的催化剂。     

制备条件对SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸含硫量的影响

利用硫酸钡重量法对SO42-/ZrO2固体超强酸中的硫含量进行了分析。结果表明:随焙烧温度的升高SO42-/ZrO2存在两个SO42-的快速流失温度区,并与晶相转变温度相对应。此外,ZrOCl2,H2SO4,NH3·H2O的浓度及焙烧时间等制备条件对SO42-/ZrO2中的硫含量都存在较大影响。     

固体超强酸MoO3/ZrO2结构的初步表征

XRD,TEM,IR结果表明,仲钼酸铵浸渍晶态Zr(OH)4,焙烧前后组分存在形式明显不同.焙烧前,单斜(ZrO2(m))为主;焙烧后ZrO2以四方晶型(ZrO2(t))为主,只含有少量的ZrO2(m),含有晶相Zr(MoO4)2组分,在IR谱中表现为500~1000cm-1的吸收峰.在此基础上,提出MoO3/ZrO2超强酸中心形成机理模型.     

固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/ZrO_2在缩醛反应中的应用

以纳米氧化物为前驱体制备的固体超强酸催化剂SO24-/ZrO2,其Hammett酸强度常数小于-12.14。将SO24-/ZrO2用于催化苯甲醛与乙酸酐的缩醛反应,经红外光谱、气相色谱、核磁、熔点测定证明得到的缩醛具有较高的纯度。通过均匀设计实验,考察催化剂制备过程中焙烧温度、硫酸浓度、浸泡时间和活化温度对缩醛产率的影响。优化出缩醛产率最高的催化剂制备条件为:焙烧温度为300℃,浸渍液中硫酸的浓度为4.5 mol/L,浸泡时间为1.0 h,活化温度为305℃,缩醛产率为93.6%。红外光谱和热重分析表明,SO24-/ZrO2超强酸中SO24-吸附量大。重复实验表明使用10次后,SO24-/ZrO2仍保持较高的催化活性,且催化剂易处理,易再生。     

SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸催化剂上的酯化反应机理

与液体酸和酸性树脂催化剂相比,固体超强酸催化剂具有许多优点,如无腐蚀性、不污染环境、易与产物分离和重使用性等。通过沉淀、老化、过滤、洗涤、干燥、浸渍、焙烧等过程,从ZrOCl2·8H2O和(NH4)2SO4制备了SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂;使用Hammett指示剂法和吡啶吸附的FT-IR光谱法测定了其酸强度和酸中心类型;以甲醇、乙酸和乙酸乙酯吸附在SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂上的FT-IR光谱,推测酯化反应机理。结果表明,当焙烧温度高于500℃,SO42-/ZrO2可以形成超强酸,其表面上同时存在Lewis酸和Bronsted酸中心;在SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂上,酯化反应既可以在Lewis酸中心进行,也可以在Bronsted酸中心上进行。     

水热法制备固体酸SO2-4/ZrO2催化合成乙酸正丁酯

通过水热法制备出SO2-4/ZrO2固体酸催化剂,对催化剂进行XRD、IR表征,并以冰乙酸和正丁醇的酯化反应为探针,探讨了各个因素对反应的影响.结果表明:当反应时间为2 h, n (正丁醇) :n (冰乙酸) = 2:1,催化剂用量为 0.2%(占总物料的质量分数),酯化率可达99.1%.同时利用未经水热反应制备SO2-4/ZrO2做对比实验,结果发现水热法比常规法制备的材料比表面积增加一倍.     

纳米固体超强酸SO4^2—／TiO2催化合成尿囊素的研究

以纳米固体超强酸SO4/^2/TiO2为催化剂，以尿素和乙醛酸为原料合成了尿囊素，得到了最佳条件为：尿素，乙醛酸摩尔比3．5：1，催化剂用量6％，反应温度70－75℃，收率达58．0％。     

固体超强酸TiO_2／SO_4~（2－）催化合成乙酸苄酯

固体超强酸催化酯化实验结果表明：催化剂用０．５ｇ（以摩尔羧酸计），在１０４℃下乙酸和苄醇反应２．５ｈ，酯产率可达８２％以上．