引入Al2O3对SO42-/ZrO2固体超强酸的影响

用共沉淀法制备了一系列对SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂,详细研究了添加Al₂O₃对SO₄^2-/ZrO₂超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和正丁烷异构化反应的影响。添加Al₂O₃会延迟ZrO₂的晶化和晶相转变,增强SO₄^2-/ZrO₂体系的超强酸性和正丁烷异构化反应的活性、稳定性。     

固体超强酸SO42-/ZrO2-TiO2 的声化学制备及表征

采用超声共沉淀法制备了SO₄^2-/ZrO₂-TiO₂ (SZT)固体超强酸,用流动指示剂法测定酸强度,通过BET、IR、TG-DTA和XRD进行表征,并反复用于催化乙酸和乙醇的酯化反应,检验其催化稳定性。结果表明,超声共沉淀法且在-15 ℃陈化条件下制备的SO₄^2-/ZrO₂-TiO₂ 固体超强酸的比表面积及酸强度大(H0≤-14.5),催化活性高,样品表面与SO₄^2-/结合较牢固,重复使用时,催化活性变化不大。     

固体超强酸SO42-/Fe2O3-ZrO2的声化学制备及其催化酯化性能

采用超声共沉淀法制备SO₄^2-/Fe₂O₃-ZrO₂(SFZ)固体超强酸,用流动指示剂法测定其酸强度,通过BET及IR对其进行表征,并将样品用于催化乙酸和正丁醇的酯化反应。结果表明,超声共沉淀法制备的SO₄^2-/Fe₂O₃-ZrO₂固体超强酸比表面积及酸强度大(H₀≤-16.0),催化活性高,样品表面与SO₄^2-结合较牢固,重复使用时,催化活性变化不大。     

固体超强酸催化合成乙酸正丁酯

分别用固体超强酸S₂O₈^2-/ZrO₂ 和SO₄^2-/ZrO₂作催化剂,以冰乙酸和正丁醇为原料合成了乙酸正丁酯,考察醇与酸物质的量比、反应时间、反应温度、催化剂用量和催化剂焙烧温度等因素对酯化率的影响。得出反应的最佳条件为：n（正丁醇）∶n（冰乙酸）=1.3∶1.0 ,催化剂用量为冰乙酸质量的3%,反应温度115 ℃左右,反应时间30 min,固体超强酸S₂O₈^2-/ZrO₂ 和SO₄^2-/ZrO₂作催化剂时,乙酸正丁酯的收率分别为96.5%和90.5%。     

复合氧化物固体超强酸催化氧化正丁醇合成正丁酸

采用共沉淀法制备了复合二元金属氧化物固体超强酸SO₄^2-/ZrO₂-Fe₂O₃、SO₄^2-/ZrO₂-SnO、SO₄^2-/ZrO₂-SnO₂和SO₄^2-/ZrO₂-NiO,运用XRD和IR等分析技术对所合成的固体超强酸进行表征。并对其催化氧化正丁醇合成正丁酸的性能进行了研究。实验结果表明,NiO的加入明显提高了ZrO₂由四方相向单斜相转化的温度,焙烧温度923 K时,ZrO₂仍然保持四方相。并且发现,4种复合固体超强酸对正丁醇的催化氧化合成正丁酸均有一定的催化活性,且SO₄^2-/ZrO₂-NiO的催化活性最好。正丁醇催化氧化合成正丁酸的最佳反应温度为343 K,在此温度下,以NiO质量分数为10％经923 K焙烧的SO₄^2-/ZrO₂-NiO为催化剂时,产物中正丁酸质量分数最高可达85.5％,选择性99.1%。     

浸渍法制备SO42-/TiO2-La2O3及其光催化氧化性能

不同硫酸浓度条件下,利用浸渍法处理TiO₂-La₂O₃,制得系列固体超强酸SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃。通过XRD、FT-IR、TG-DTA和UV-Vis表征,揭示SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃的微观结构和内在规律性。以邻硝基苯酚为探针反应,考察SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃光催化性能。结果表明,SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃的光催化活性明显高于TiO₂-La₂O₃,SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃的催化活性取决于H₂SO₄浓度,浸渍液中H₂SO₄的合适浓度为0.5 mol·L^-1,掺杂La₂O₃适宜的物质的量分数为0.5%,最佳焙烧温度为500 ℃。     

纳米SO42-/SnO2固体超强酸催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

报道了以SnCl₄·5H₂O为原料和十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，采用模板法合成纳米SO₄^2-/SnO₂固体超强酸催化剂。用XRD和TG-DTA进行了表征，以环己酮和1,2-丙二醇的缩合反应为探针反应，探讨了SO₄^2-/SnO₂固体超强酸的催化活性，较系统地研究了焙烧温度、反应时间、酮醇物质的量比、带水剂的用量和催化剂的用量等对反应的影响以及催化剂的稳定性。结果表明，SO₄^2-/SnO₂固体超强酸催化剂具有纳米大小，在环己酮1,2-丙二醇缩酮的合成具有良好的催化活性和稳定性。在最佳条件下，缩酮的产率可达97.2%，纯度（质量分数）为99.2%。     

SO42-/MxOy型固体超强酸研究进展

SO₄^2-/M_xO_y固体超强酸具有不腐蚀设备、污染小、耐高温、对水稳定性好和可重复使用等优点。综述了SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸的催化机理、失活原因、改性及表征方法,并对今后SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸的研究方向进行了展望。     

制备条件对SO42－/ZrO2-Dy2O3-HZSM-5催化剂结构性能的影响

实验室制备了SO₄^2－/ZrO₂-Dy₂O₃-HZSM-5（SZDH）固体超强酸复合分子筛催化剂。以柠檬酸与正丁醇的酯化反应为探针，采用Hammett指示剂法、BET、XRD和SEM等多种表征技术研究了不同SO₄^2－促进剂及其含量和焙烧温度对催化剂结构性能的影响。结果表明，以(NH₄)₂SO₄作为SO₄^2－促进剂、SO₄^2－质量分数为10％、550 ℃下焙烧制得的催化剂具有较强的酸性，比表面积达344 m²·g^－1，催化剂中的ZrO₂主要呈四方晶相，柠檬酸转化率高达97.7％。     

磁性固体超强酸ZrO2/SO2－4催化合成丁二酸二丁酯

以丁二酸和正丁醇为原料,磁性固体超强酸ZrO₂/SO₂^－4为催化剂合成了丁二酸二丁酯。考察了影响酯化率的各种因素,确定最佳反应条件是:丁二酸为0.05 mol,正丁醇与丁二酸的摩尔比为 2.4,催化剂0.5 g,甲苯5 ml作带水剂,反应时间2 h,酯化率91%以上。结果表明,磁性固体超强酸ZrO₂/SO₂^－4是合成丁二酸二丁酯的优良催化剂,同时利用催化剂的磁性可将催化剂迅速分离。     

多组元SO42-/MxOy型超强酸催化酯化反应的研究

本文以苯酐加辛醇合成DOP为研究对象,在单组元SO₄^2-/M_xO_y型 固体超强酸研究的基础上,制成SO₄^2-/Ti-Al-Sn-O型固体超强酸,对DOP合成的催化活性比单元或两元固体超强酸有明显的提高,在175 ℃/6 h的反应条件下可使DOP合成反应完全。     

SO42－/SiO2-ZrO2固体超强酸催化乳酸乙酯的合成研究

采用溶胶-凝胶法制得SiO₂-ZrO₂基质材料，然后通过浸渍法制备SO₄^2－/SiO₂-ZrO₂固体超强酸。对SO₄^2－/SiO₂-ZrO₂固体超强酸催化乳酸乙酯的合成反应进行了研究。适宜的反应条件为：稀硫酸浸泡16 h，反应温度80 ℃，反应时间4 h，催化剂用量为每摩尔乳酸1.5 g。反应酯化率达92.7％。     

SO42-/TiO2-Al2O3复合固体超强酸的结构表征

用Hammett指示剂、NH₃-TPD、FT-IR、TG-DTA、XRD及SEM等分析手段对催化剂SO₄^2-/TiO₂-Al₂O₃的结构进行了研究, 结果表明:该催化剂为固体超强酸, 其表面酸强度与培烧温度有很好的对应关系催化剂表面存在SO₄^2-;催化剂的热稳定性较好, 说明SO₄^2-与金属氧化物之间的化学键较为牢固催化剂经多次使用后主体结构未发生变化, 有较长的使用寿命和良好的再生性能催化剂的表面呈疏松状结构, 具有很高的催化活性。     

固体超强酸Nd-SO42-/ZrO2/13x的制备与表征

合成了稀土Nd促进型Nd-SO₄^2-/ZrO₂固体超强酸,并将其负载于分子筛13x上,制备出Nd-SO₄^2-/ZrO₂/13x复合型固体超强酸催化剂。掺杂Nd提高了样品的催化活性,催化合成醋酸甘油酯反应的酯化率可达97.7%;负载分子筛13x,提高了样品的重复使用性能,重复使用5次后酯化率不低于92%。用IR及XPS对其结构进行了表征,结果显示,掺杂稀土Nd后IR谱图中S—O键超强酸位振动吸收峰显著增多,XPS谱图中Zr(Ⅳ)3d峰的化学位移进一步增大。结果表明,样品具有较高酸性,因而也说明具有较高催化活性和使用稳定性。     

稀土固体超强酸SO42－/TiO2/Ce4+催化剂的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备了稀土固体超强酸催化剂SO₄^2－/TiO₂/Ce⁴⁺，用于催化苯甲醛与乙二醇的缩合反应。考察了硫酸的浓度、Ce(SO₄)₂的浓度和焙烧温度等因素对催化性能的影响；采用IR、DSC、XRD和Hammett指示剂法对其性能进行研究。结果表明，催化剂SO₄^2－/TiO₂/Ce⁴⁺是合成苯甲醛乙二醇缩醛的良好催化剂，在硫酸浓度1 mol·L^－1、Ce(SO₄)₂的浓度012 mol·L^－1和焙烧温度550 ℃的制备条件下,产率可达88.2％。催化剂晶体结构为锐钛矿型。     

新型固体酸催化法由重质松节油制备长叶烯的研究

通过沉淀-浸渍法将Ce⁴⁺负载于S₂O₈^2-/ZrO₂-TiO₂中制得新型固体超强酸Ce-S₂O₈^2-/ZrO₂-TiO₂,并将其应用于从重质松节油提纯长叶烯的催化反应。研究结果表明,该新型固体酸Ce-S₂O₈^2-/ZrO₂-TiO₂对于重质松节油中的石竹烯转化与消除具有良好的催化活性,适宜的催化剂制备条件为:(NH₄)₂S₂O₈溶液浓度为1mol/L,焙烧温度为600℃;将Ce⁴⁺引入S₂O₈^2-/ZrO₂-TiO₂催化剂后,能减缓活性组分流失和提高催化剂稳定性能。CeO₂添加量为2%时,Ce-S₂O₈^2-/ZrO₂-TiO₂催化活性较好。适宜的催化转化反应条件为:催化剂用量3.5%、反应温度150℃、反应时间4h。该条件下石竹烯的转化率为99.1%。反应液经过精馏提纯后可获得含量分别为80%、85%和90%(色谱检测)等不同级别的长叶烯产品。     

SO42－/ZrO2/SBA-15催化丙烯和乙酸合成乙酸异丙酯的研究

水热合成了介孔材料SBA-15，并以其为载体负载固体超强酸SO₄^2－/ZrO₂，得到催化剂 SO₄^2－/ZrO₂/SBA-15，通过XRD对其进行表征。在固定床反应器中，以丙烯和乙酸为原料，研究该催化剂催化合成乙酸异丙酯的活性。对反应条件进行系统地考察，得出最佳反应条件：反应温度140 ℃,反应压力1.2 MPa,空速1 h^－1,n(C₃H₆)∶n(CH₃COOH)=3∶1。在此条件下乙酸异丙酯的产率最高可达79.6％。     

复合固体超强酸SO42-/ZrO2-TiO2催化合成三醋酸甘油酯

采用复合固体超强酸SO₄^2-/ZrO₂-TiO₂为催化剂，甘油和冰醋酸为原料，结合醋酸精馏回流工艺，合成了三醋酸甘油酯（TCG）。通过对合成工艺改进，免除了有毒带水剂的使用。使TCG合成更安全，更经济和环保。催化剂制备和TCG合成最佳工艺条件为：硫酸浸渍液浓度（0.5～0.55） mol·L^－1，焙烧温度（550～600） ℃，催化剂用量（占总投料量质量分数）2.5％～3.0%。投料比n（甘油）∶n（醋酸）=1∶ 5.5，反应温度130 ℃，反应时间3.0 h，产品收率达92.6%，催化剂可重复使用6次，易于再生。     

MoO3改性SO42-/Al2O3-ZrO2固体酸的制备和表征

以硝酸锆为锆源、硝酸铝为铝源,采用共沉淀法制备了Al₂O₃-ZrO₂复合载体,通过MoO₃改性和H₂SO₄浸渍法制备了MoO₃改性的SO₄^2-/Al₂O₃-ZrO₂催化剂。用XRD和FT-IR对催化剂进行表征,用元素分析仪测定硫含量,用乙酸和正丁醇的酯化反应对其催化活性进行考察。结果发现,当MoO₃添加质量分数达12.0%时,出现MoO₃衍射峰,表明适当的MoO₃可以单层分布在催化剂表面,从而稳定SO₄^2-的存在。FT-IR分析结果表明,催化剂具有固体酸的特征峰。在MoO₃添加质量分数为8.0%和焙烧温度650 ℃时,催化剂的催化活性达最大值,催化活性与硫含量的增加不一致。     

新型固体超强酸SO42－/ZrO2/MCM-41催化合成二芳基乙烷的研究

用水热合成法合成了一种新型的复合型固体超强酸SO₄^2－/ZrO₂/MCM-41催化剂，并通过IR和XRD方法进行了表征。在固定床反应器中，以苯乙烯和二甲苯为原料，对该催化剂催化合成二芳基乙烷的反应进行了研究，确定最佳反应条件：苯乙烯与二甲苯混合进料物质的量比为1∶4，反应温度75 ℃，空速1 h^－1。在此条件下，苯乙烯单程转化率可达93.5%，二芳基乙烷的选择性为78.9%。表明该催化剂是替代液体酸合成二芳基乙烷的理想固体酸催化剂。