新型酸性离子液体的合成及其催化性能研究

合成了5种不同的酸性离子液体,分别以新合成的5种酸性离子液体为催化剂,环氧丙烷和CO2为原料,在相同条件下催化合成碳酸丙烯酯,筛选出催化性能最好的酸性离子液体1 -丙酸基-3-甲基咪唑溴盐.该离子液体作为催化剂的最佳使用条件为:反应温度110℃,反应压力1.5 MPa,反应时间2h,n(催化剂)∶n(环氧丙烷)=1∶5...     

咪唑类酸性离子液体催化正戊醛自缩合反应性能及机理

制备了一系列咪唑类酸性功能化离子液体,用于催化正戊醛自缩合反应。考察了酸性基团种类、与酸性基团相连碳链长度、阴离子种类对离子液体酸性及其催化性能的影响。在此基础上,考察了反应条件对酸性功能化离子液体1 (4 磺酸丁基) 3 甲基咪唑对甲苯磺酸盐(［HSO3 bmim］p TSA)催化性能的影响和离子液体的催化稳定性;采用密度泛函理论模拟了离子液体［HSO3 bmim］p TSA与正戊醛的相互作用情况,探讨了其催化正戊醛自缩合反应机理。结果表明：酸性较强的磺酸功能化离子液体催化活性明显高于羧酸功能化离子液体;对于磺酸功能化离子液体,正戊醛的转化率与离子液体酸强度正相关;［HSO3 bmim］p TSA具有最好的催化性能。［HSO3 bmim］p TSA催化正戊醛自缩合反应适宜的反应条件为：反应温度120 ℃,反应时间6 h,催化剂质量分数8%。在此条件下,正戊醛的转化率为886%;2 丙基 2 庚烯醛的收率和选择性分别为808%和912%。［HSO3 bmim］p TSA至少可循环使用6次,其催化性能基本保持不变。在理论模拟的基础上提出了［HSO3 bmim］p TSA催化正戊醛自缩合反应的机理。     

Dawson结构磷钨酸银催化剂的制备、表征及其催化合成乙酸正丁酯

采用沉淀法制备了磷钨酸银（Ag3H3P2W18O62〖KG-*3〗·〖KG-*3〗nH2O）催化剂,通过FT IR、UV Vis、XRD、EDX、 SEM、NH3 TPD 对其进行了表征,并用于催化乙酸与正丁醇酯化合成乙酸正丁酯反应。结果表明,合成的〖JP〗Ag3H3P2W18O62〖KG-*3〗·〖KG-*3〗nH2O 具有Dawson结构,呈微球状,粒子大小在200～300 nm范围;同时具有Brnsted酸和Lewis酸的弱酸中心、强酸中心和超强酸中心,可发挥Brnsted酸性和Lewis酸性催化剂的双重作用,在乙酸和正丁醇的酯化反应中具有良好的催化性能。在优化反应条件下,即醇/酸摩尔比20、反应温度120℃、催化剂质量分数048%（以反应物质量计）、反应时间20 h条件下,酯化率可达970%。催化剂易回收重复使用,重复使用5次,酯化率仍可保持在863%。     

嫁接型离子液体的制备及其对CO2与环氧丙烷环加成反应的催化性能

采用后嫁接法在温和条件下制得了4种嫁接在硅胶上的离子液体,用傅里叶变换红外光谱、元素分析、N2吸附一脱附、热重等手段对其进行了表征,并考察了其对于CO2与环氧丙烷(PO)环加成反应的催化性能.结果表明,离子液体以共价键嫁接到硅胶上,具有较好的热稳定性;在无溶剂条件下,在CO2与PO环加成反应中表现出较好的催化活性;其中嫁接在硅胶上的1-丁基-3-甲基眯唑的氢氧化物([Bmim]OH/SiO2)的催化效果最好,PO的转化率大于99%,碳酸丙烯酯(PC)的选择性达到100%.     

吡啶季铵盐离子液体催化环氧丙烷与CO_2的反应

利用吡啶在避光条件下与氯代正丁烷进行反应,得到吡啶季铵盐离子液体。将该离子液体作为催化剂来催化环氧丙烷与CO2的加成反应,得到碳酸丙烯酯。考察了反应压力、反应温度、反应时间、催化剂用量对PC收率的影响。在合适的条件(压力5.0 MPa、温度为150℃、时间为5 h)下,碳酸丙烯酯的收率可达88.1%。     

1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐在合成碳酸丙烯酯中的应用

室温离子液体具有挥发性低、热稳定性高等优点。考察室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐作为催化剂对二氧化碳与环氧丙烷连续环加成反应的催化性能。研究结果表明:在一定反应条件下,环氧丙烷转化率高达99.5%。     

1-C12烯烃齐聚制备高性能润滑油基础油

采用Et3NHCl AlCl3离子液体催化剂催化1 C12烯烃齐聚反应,考察了反应时间和温度对齐聚反应的影响。用色谱 质谱仪和红外光谱仪表征了产物的组成和结构,并按照石油和石油产品试验方法国家标准测定了产物的性能。结果表明,在反应时间为1~4 h、温度为25~75℃的范围内,1 C12烯烃齐聚反应的产物主要是其三聚体、四聚体和五聚体,是具有长侧链的聚α 烯烃。该混合物具有高黏度（ν100为321~532 mm2/s）、较高黏度指数（169~189）、低倾点（-33℃~-42℃）、适中相对分子质量（645~740）的特性,可作为高性能合成润滑油基础油。     

硅藻土负载Dawson型磷钨酸铯的制备、表征及催化氧化合成己二酸

以硅藻土为载体,采用浸渍法制备出CsxH6-xP2W18O62·nH2O/硅藻土催化剂。对催化剂进行FT IR、XRD、SEM、NH3 TPD及N2吸附 脱附表征。将该催化剂用于催化H2O2氧化环己酮合成己二酸,并考察了Cs离子取代度和CsxH6-xP2W18O62·nH2O负载量对催化活性的影响。结果表明,30%Cs3H3P2W18O62/硅藻土的催化活性最高。采用正交设计方法得到对己二酸收率影响由大到小的因素依次为H2O2用量、反应时间、反应温度、催化剂用量,最佳工艺条件为催化剂用量占环己酮质量分数51%、n(C6H10O)/n(30%H2O2)=1/5、反应温度105℃、反应时间50 h,此时己二酸的收率为853%,纯度为999%。30% Cs3H3P2W18O62/硅藻土具有良好的稳定性,重复使用5次,己二酸收率仍可达701%。     

新型碱性离子液体的合成及其在催化制备生物柴油中的应用

通过两步反应合成了咪唑阴离子型碱性离子液体1 丁基 3 甲基咪唑咪唑盐［Bmim］Im,经1H NMR、13C NMR和FT IR分析确认了产物结构。利用L9正交表,选取3水平4因素对［Bmim］Im催化大豆油制备生物柴油的催化性能进行正交试验,分别考察了催化剂用量、醇/油摩尔比、反应温度和反应时间对生物柴油产率的影响。结果表明,［Bmim］Im对大豆油与甲醇的酯交换反应具有较高的催化活性,在60℃下,［Bmim］Im用量为原料油的6%时,反应15 min后生物柴油产率即可高达9417%;［Bmim］Im催化制备生物柴油的最佳工艺条件为：催化剂质量分数8%,醇/油摩尔比6,反应时间60 min,反应温度60℃,在此条件下,生物柴油的产率可达9576%。该催化剂稳定性良好,可循环利用。     

铈钛氧化物载体对La0.8Ce0.2MnO3催化燃烧甲苯性能的影响

以复合氧化物CeO2 TiO2为载体、La08Ce02MnO3为活性组分,采用等体积浸渍法制备了氧化物负载型催化剂La08Ce02MnO3/CeO2 TiO2(记为La/CexTi)。以甲苯为模型污染物,考察了载体的制备方法、nCe/nTi、焙烧温度、钙钛矿负载量对催化剂活性的影响。并采用XRD对催化剂进行了表征分析。结果表明,以共沉淀法制备的CeO2 TiO2作为载体负载钙钛矿活性组分制备的La/CexTi催化剂表现出较高的催化活性;当采用载体中nCe/nTi为05、活性组分负载质量分数为20%、焙烧温度为600℃时制备的La/CexTi催化剂,甲苯完全转化温度为240℃。CeO2 TiO2复合氧化物载体以非晶态CexTi1 xO2固溶体形式存在,钙钛矿均匀分散在载体的表面,载体对于催化剂活性的提高起到协同效应。     

钛硅材料中钛的配位结构与催化活性关系

为探讨钛硅原子配位结构与催化氧化活性的关系,合成了多种不同结构的钛硅材料,采用氮气低温吸附-脱附、紫外-可见光谱（UV-Vis）、紫外-拉曼光谱（UV-Raman）和红外光谱等方法分析了钛硅材料的结构和Ti-Si配位状态,分别考察了在有机过氧化物、过氧化氢参与反应中的催化活性,并建立了初步关联。结果表明,TS-1分子筛中钛原子以四角四配位钛[Ti(OSi)4]和锐钛矿型TiO2为主,Ti-MCM-41和Ti-SBA-15中钛物种以三角四配位钛[Ti(OH)(OSi)3]为主,无定形TiO2-SiO2中五配位/六配位钛物种占优;钛原子催化活化过氧化氢和有机过氧化物的能力与其配位状态密切相关,四角四配位钛原子在有机过氧化物和过氧化氢参与的氧化反应中均具有较好的催化活性;三角四配位、五配位和六配位钛物种在有机过氧化物参与的反应中表现出优异的催化活性,但难以活化过氧化氢,这可能与分子筛的亲水特性有关。     

逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制乙烯催化反应的研究

用水滑石前驱体制备了Mg Fe O和Mg Fe Al O氧化物催化剂,研究了该催化剂在CO2气氛中乙烷脱氢催化活性。实验结果表明,添加Mg和Al元素有利于催化活性和乙烯收率的提高。MgFe0 5Al0 5Ox样品的活性较好,在700℃和V(CO2)/V(C2H6)=7时,乙烷转化率20 6%,乙烯收率18 8%。CO2的作用是通过逆水煤气变换反应(CO2+H2 CO+H2O)推动乙烷脱氢反应并提高乙烯的选择性,通过CO2+C 2CO反应消除表面积炭提高催化剂的稳定性。     

不同方法制备的Ni修饰介孔碳负载的β-Mo2C催化CO加氢反应制备混合醇

通过浸渍法和碳热还原法制备了以K2CO3为助剂、以Ni修饰介孔碳为载体的碳化钼(β Mo2C)催化剂。在合成气原料比n〖DK〗(H2)/n〖DK〗(CO)=10、反应压力p=80 MPa、合成气气体空速GHSV=3000 h-1和反应温度T=300℃的反应条件下,进行了β Mo2C催化CO加氢反应制备混合醇的催化反应评价。评价结果表明,镍/介孔碳（Ni/NC）载体的不同制备方法对β Mo2C催化合成低碳混合醇催化性能有显著影响。由软模板一步法制备的前驱体OSM Ni/NC组成的催化剂K β Mo2C OSM Ni/NC的总醇选择性（400%）高于由软模板浸渍法制备的前驱体IM Ni/NC 组成的催化剂K β Mo2C IM Ni/NC的总醇选择性（285%）,其原因是前者的活性组分分散度高且在孔道内部分布较多,并且前者中存在的Mo084Ni016相比后者中存在的MoNi4对低碳醇生成的促进作用更强。     

液相氧化羰化合成碳酸二乙酯及动力学研究

研究了不同含氮有机物配合CuCl对乙醇液相氧化羰化合成碳酸二乙酯反应的影响,筛选出活性高、溶解性好、腐蚀性小的多功能催化体系。推导出该催化体系的动力学方程,得到相关动力学参数。研究结果表明,CuCl/phenathroline(phen)/N methylimidazole(NMI)络合催化体系的催化活性最高,当CuCl的浓度为0 2mol/L,c(N donor)/c(CuCl)=5/2,c(phen)/c(NMI)=1/1,反应温度为120℃,反应压力为2 4MPa,CO与O2的进气比为2/1时,乙醇转化率为14 2%,碳酸二乙酯的选择性大于98%。该催化体系的动力学方程为-dpCOCO,活化能为53 36kJ/mol。对氧化羰化反应机理也进行了讨论。dt=0 246p1 03     

丙烯聚合高效负载型Ziegler-Natte催化剂 Ⅱ.Al/Ti比和聚合温度的影响

考察助催化剂浓度（Ａｌ／Ｔｉ摩尔比）和聚合温度对ＭｇＣｌ２／ＴｉＣｌ４／ＤＮＢＰ－ＡｌＥｔ３／ＤＰＤＭＳ催化体系聚合行为的影响。发现Ａｌ／Ｔｉ摩尔比对含给电子化合物和不含给电子化合物的催化体系有不同的影响。Ａｌ／Ｔｉ摩尔比增大使含给电子化合物的催化剂活性升高，但产物的全同指数下降；使不含给电子化合物的催化剂活性降低，但全同指数提高。Ａｌ／Ｔｉ摩尔比对聚合活性的影响符合Ｌａｎｇ－ｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ竞争吸附模型。当聚合温度为５０℃时，催化剂活性最高，但聚合温度对聚合物全同指数的影响较小；在３０～５０℃之间，聚合符合Ａｒｈｅｎｉｕｓ方程；当聚合温度超过５０℃时，由于聚合物粒子形态发生变化，结果偏离Ａｒｈｅｎｉｕｓ方程。     

添加萘基功能化离子液体润滑脂的摩擦学性能

以三氟甲基磺酰胺为阴离子,萘基功能化咪唑为阳离子,合成了2种萘基功能化离子液体——1-萘甲基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰胺)离子液体([NMMIm]NTf₂)和1-萘甲基-3-丁基咪唑二(三氟甲基磺酰胺)离子液体([NMBIm]NTf₂);并将其添加到聚α烯烃(PAO10)复合锂基润滑脂中,采用四球摩擦试验机考察了其摩擦学性能。结果表明：添加萘基功能化离子液体的复合锂基润滑脂在室温(25℃)和高温(100℃)下均能降低摩擦系数、减小磨斑直径,表现出优异的减摩抗磨性能。通过X射线光电子能谱对磨斑表面元素进行分析,结果表明：萘基功能化离子液体优异的摩擦学性能归因于离子液体中的活性元素N、O、P和S与摩擦副表面的Fe元素发生摩擦化学反应形成的摩擦化学反应膜。     

TiO_2催化剂上CO水合制低碳醇

在固定床微反反应器上,研究了TiO2对CO水合制低碳醇反应的催化性能。考察了反应条件如温度、压力、CO流速等对催化剂反应性能的影响,在T=573K,p=0 5MPa,CO进气流速30ml/min的条件下,CO转化率达到7 6%,甲醇、乙醇的总收率达到32mg/g/h。另外考察了反应的溶剂效应,溶剂的作用与其碱性有密切关系,强碱性的有机多胺能够有效促进该反应,相对于非极性溶剂的醇收率2 2mg/g/h,在碱性溶剂中相同催化剂的活性最高可达到32 24mg/g/h。还考察了不同晶型TiO2催化剂与反应性能的关系,实验结果表明,TiO2催化剂的热处理温度对反应的CO转化率影响不明显,甲、乙醇的收率却随热处理温度的上升而明显增加,在1023K时,即锐钛矿与金红石质量比为9/2的混晶催化剂,醇产物达到最高,为1 82mg/m2/h,随后下降