α-MnO_2和δ-MnO_2催化剂的合成及其在尿素废水处理中的应用研究

采用水热法分别在酸性和碱性条件下合成了α-MnO_2和δ-MnO_2催化剂,利用XRD、N2-BET、Raman、H2-TPR对合成样品进行表征。将合成的α-MnO_2和δ-MnO_2催化剂用于催化废水中尿素水解,在不同水解温度、水解时间和催化剂质量浓度下比较了2种催化剂的催化活性。结果表明,δ-MnO_2催化剂具有较高的催化活性。以δ-MnO_2为催化剂,得到了尿素水解的最佳工艺条件:水解温度为165℃,水解时间为60 min,催化剂质量浓度为50 g/L。在最佳水解工艺条件下,尿素的降解率可达99.9%以上,此时水解液中剩余尿素的质量浓度仅为7.2 mg/L,达到了10 mg/L以下的排放标准。     

CO_2加氢制甲醇、二甲醚的研究进展

CO2催化加氢合成甲醇、二甲醚是解决CO2减排的有效途径之一,具有环保、经济等意义。本文从新的视角综述了CO2催化加氢合成甲醇、二甲醚催化剂的研究进展和研究特点,并从催化剂的制备方法、沉淀剂的选择、焙烧时间、催化剂载体、助剂等方面进行了系统综述。     

固体超强酸TiO_2/SO_4~(2-)催化合成二甲基硅油

制备了适于二甲基硅油合成的固体酸催化剂TiO2/SO24-,开发了以固体超强酸TiO2/SO24-为催化剂,以八甲基环四硅氧烷和六甲基二硅氧烷为原料合成二甲基硅油的新工艺。考察了催化剂用量、反应温度、反应时间和脱低沸物时间等因素对产品粘度和闪点的影响。实验结果表明,在固定原料配比n(八甲基环四硅氧烷)∶n(六甲基二硅氧烷)=35∶1下,二甲基硅油合成的较佳工艺条件为:催化剂的用量为反应物总质量的2%,反应温度为120℃,反应时间为3h,脱低沸物时间为3h。     

固体超强酸TiO2／SO4^2-催化合成二甲基硅油

制备了适于二甲基硅油合成的固体酸催化剂TiO/SO42-,开发了以固体超强酸TiO2/SO42-为催化剂,以八甲基环四硅氧烷和六甲基二硅氧烷为原料合成二甲基硅油的新工艺.考察了催化剂用量、反应温度、反应时间和脱低沸物时间等因素对产品粘度和闪点的影响.实验结果表明,在固定原料配比n(八甲基环四硅氧烷)n(六甲基二硅氧烷)=351下,二甲基硅油合成的较佳工艺条件为催化剂的用量为反应物总质量的2%,反应温度为120℃,反应时间为3h,脱低沸物时间为3h.     

固体超强酸Ni/SO_4~(2-)-SnO_2催化环戊烯水合反应

采用沉淀-浸渍法制备了催化剂SO42-/SnO2,并利用具有空穴轨道的过渡金属Fe、Co、Ni对其进行改进研究,合成了系列催化剂。利用TG-DTA、XRD、NH3-TPD测试技术表征了催化剂的物化性质,并将合成的催化剂Ni/SO42--SnO2应用于环戊烯水合反应,确定催化剂的最佳制备条件:焙烧温度500℃,改性离子浓度0.5 mol/L,焙烧时间2 h。     

固体酸SO_4~(2-)/SnO_2的制备及其催化性能研究

以邻苯二甲酸酐和正丁醇为原料,用自制的固体酸催化剂催化合成邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。通过试验考查了催化剂的活化时间、催化剂的活化温度、硫酸浸泡浓度等因素对催化剂催化活性的影响。试验结果表明,在固体酸SO_4~(2-)/SnO_2催化邻苯二甲酸二丁酯的合成反应中,催化剂的最佳制备条件为:活化时间5h,硫酸浸泡浓度3. 0mol/L,活化温度500℃,在此条件下,邻苯二甲酸二丁酯的产率可以达到66%。     

固体超强酸SO4^2-／ZrO2-A12O3催化反应合成二甲基硅油

制备了适于二甲基硅油合成的固体酸催化剂SO42-/ZrO2-A12O3,开发了以固体超强酸SO42-/ZrO2-A12O3为催化剂,以八甲基环四硅氧烷和六甲基二硅氧烷为原料合成二甲基硅油的新工艺。考察了催化剂用量、反应温度、反应时间和脱低沸时间等因素对产品粘度和闪点的影响。实验结果表明:在固定原料配比n(八甲基环四硅氧烷)︰n(六甲基二硅氧烷)=36︰1下,二甲基硅油合成的较佳工艺条件为:催化剂的用量为反应物总质量的2%,反应温度为120℃,反应时间为3 h,脱低沸物时间为3 h。     

纳米TiO_2催化合成乳酸丁酯

以乳酸、正丁醇为原料,纳米TiO2为催化剂,合成了乳酸丁酯。确定了最佳合成工艺条件为:催化剂用量1.0g;酸醇物质的量之比1∶1.4;带水剂甲苯10mL;反应时间3.0h;酯化率达94.7%。采用固体纳米粒子催化,工艺简单、催化剂用量少、时间短、无三废。     

固体超强酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3催化法合成乙酸异戊酯

用(NH_4)_2SO_4·Fe_2(SO_4)_3·24H_2O直接焙烧的方法制备了固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/Fe_2O_3,并催化合成了乙酸异戊酯,考察了固体酸催化剂的最佳合成条件。实验表明：最佳焙烧温度为550℃,最佳焙烧时间为4h。当催化剂用量为2g,乙酸、异戊醇物质的量的比为2．6：1,回流时间2h时,乙酸转化率为76．6%。     

SO2-4/Fe2O3固体酸的制备及其催化合成生物柴油的研究

探讨了SO2-4/Fe2O3固体酸催化剂的最佳制备条件,将其用于催化合成生物柴油,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间及醇酸摩尔比对酯化反应的影响.结果表明,当浸渍硫酸浓度为0.5 mol·L-1、焙烧温度为600℃、焙烧时间为3 h时催化剂活性最强;利用自制的固体酸催化剂催化合成生物柴油,在催化剂用量为3%(以油酸质...     

固体酸Zr(SO4)2/TiO2催化合成棕榈酸甲酯

以固体酸Zr(SO4)2/TiO2为催化剂,工业棕榈酸与甲醇为原料合成棕榈酸甲酯生物柴油。考察了Zr(SO4)2负载量、催化剂焙烧温度、焙烧时间、m(棕榈酸)∶m(甲醇)、催化剂用量和反应时间对酯化率的影响,并采用GC-MS、红外光谱仪、热重差热综合热分析仪对催化剂和产物进行表征分析。结果表明,与Zr(SO4)2催化剂相比,固体酸催化剂Zr(SO4)2/TiO2在工业棕榈酸和甲醇的酯化反应中具有较高的催化活性。适宜的反应条件为:以400℃焙烧制得的Zr(SO4)2负载量为65%的固体酸Zr(SO4)2/TiO2为催化剂,醇酸质量比为12∶25,催化剂用量为棕榈酸质量的8.0%,反应时间5 h。在该条件下,酯化率可达98.9%。经GC-MS分析,酯产物主要为直链十六烷酸甲酯和10-十八碳烯酸甲酯。     

固体超强酸SO42-/TiO2-Al2O3-SnO2催化合成DBS

以固体超强酸SO4^2-／TiO2-Al2O3-SnO2为催化剂、葵二酸和正丁醇为原料合成了癸二酸二丁酯(DBS)。研究了反应时间、醇酸物质的量比、催化剂用量等对酯化率的影响。结果表明：最佳反应条件为以0.05mol葵二酸为基准，n(酸)：n(醇)=1：4，催化剂0．5g，反应时间3．5h，此时酯化率达97．5％，产品质量分数大于98％；催化剂重复使用6次后，催化活性基本不变。     

固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2催化合成亚油酸乙酯

用两相滴定沉淀法制备了SO2-4/TiO2固体超强酸催化剂,得到了适合亚油酸酯化的催化剂制备工艺条件:硫酸浸渍浓度0 75mol/L,浸渍时间4h,焙烧温度450℃,焙烧时间4h。首次将该催化剂用于亚油酸的酯化反应催化合成亚油酸乙酯,考察了物料比、反应时间、催化剂用量对亚油酸与乙醇酯化反应的影响规律,最佳反应条件为:n(无水乙醇)/n(亚油酸)=4,w(催化剂)=3%(相对于亚油酸),反应时间8h,亚油酸转化率可达93%。     

S2O2-8/ZrO2-SiO2催化合成乳酸正丁酯

对以S2O2－8/ZrO2-SiO2为催化剂催化合成乳酸正丁酯的方法进行了研究,得出其最佳工艺条件为：催化剂原料配比n(Zr)∶n(Si)=1∶15,醇酸物质的量的比为4.5∶1,催化剂用量1.0 g,乳酸用量为0.083 mol的情况下,反应时间为3.0 h,酯化率可达97.3 %。催化剂可重复使用6次以上。     

固体超强酸SO4^2-/ZrO2和S2O8^2-/ZrO2催化合成环己烯

应用固体酸催化剂SO42-/ZrO2和S2O82-/ZrO2作为环己醇的脱水剂,成功地制备了环己烯,并对反应时间、反应温度、催化剂的用量等对脱水反应的影响进行了探讨,实验结果表明,SO42-/ZrO2和S2O82-/ZrO2是环己醇脱水制备环己烯的良好催化剂,并且反应时间短、后处理容易、催化剂用量少、可以重复使用、收率高。脱水反应的最佳工艺条件为：催化剂用量为环己醇质量的6%,反应时间为0.9 h,反应温度为150℃,催化剂用量为环己醇质量的6%。     

SO_4~(2-)/Al_2O_3-TiO_2转化纤维素生成乙酰丙酸

以纤维素为原料,固体SO42－/ Al2O3-TiO2为催化剂,以水为溶剂制备乙酰丙酸。研究了催化剂中铝钛氧化物的配比、浸渍用硫酸浓度、催化剂的焙烧温度和焙烧时间对催化剂活性的影响,以及反应温度、催化剂投加量及液固比对乙酰丙酸产率的影响。在反应温度220 ℃,反应时间15 min,催化剂投加量0.6 g,液固比20∶1条件下,乙酰丙酸产率可达到19.34%。     

2-氯丙酸异丙酯的合成

以固体超强酸树脂为催化剂合成2-氯丙酸异丙酯,研究了催化剂的用量、反应起始原料物质的量比、反应时间、带水剂种类及用量对酯化反应的影响,确定了合成2-氯丙酸异丙酯的最佳反应条件为:n(异丙醇)∶n(环己烷)∶n(催化剂)∶n(2-氯丙酸)=5∶6.5∶0.3∶1,反应时间为2h,在此条件下,2-氯丙酸异丙酯的收率可达到95%,纯度达到99%以上。     

SO2-4/ZrO2/USY催化合成氯乙酸正丙酯的研究

采用沉淀法制备SO^2-₄/ZrO₂/USY催化剂,以氯乙酸和正丙醇为原料,催化合成氯乙酸正丙酯,考察反应时间、带水剂种类、带水剂用量、醇酸物质的量比及催化剂用量等因素对酯化反应的影响。结果表明,环己烷为氯乙酸正丙酯合成反应较适宜的带水剂,SO^2-₄/ZrO₂/USY在酯化反应中具有良好的催化活性。在氯乙酸0.25 mol、n(醇)∶n(酸)=1.5、反应时间3.0 h、带水剂环己烷7.5 mL和催化剂用量1.0 g条件下,酯化率达95.72%。催化剂重复使用6次,酯化率仍可达94.91%,催化活性基本不变,具有良好的重复使用性能。SO^2-₄/ZrO₂/USY具有反应条件温和、催化活性高、重复使用性能好和环境污染小等优点,具有较高的开发价值。     

复合固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2催化合成富马酸二甲酯

合成并表征了新型的复合无机固体超强酸SO2 -4 /TiO2 ZrO2 催化剂 ,用正交试验方法研究了催化富马酸与甲醇反应合成富马酸二甲酯 (DMF)的反应条件 ,同时考察了催化剂活化温度与催化活性之间的关系。实验结果表明 :反应物富马酸与甲醇摩尔配比 1∶6 ,催化剂活化温度为 5 5 0℃ ,催化剂用量 2 .0 % (反应物总质量 ) ,反应时间 6h ,DMF平均收率 91.2 %。     

固体超强酸S2O2-8/TiO2的溶胶-凝胶法制备与表征

以钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸和过硫酸铵等为原料，采用溶胶-凝胶法制得前驱体，再经500 ℃焙烧得到固体超强酸S₂O^2-₈/TiO₂催化剂，采用XRD、IR和Hammett指示剂法对其进行表征，结果显示催化剂样品为超强酸，酸强度H₀＜-14.52。以乙酸乙酯合成反应为模型反应考察其催化活性和稳定性。结果表明，催化剂有较高的活性，当反应条件为醇酸体积比1.5∶1、催化剂0.6 g和反应时间3.0 h时，乙酸转化率可达73.09%（不加分水器）。催化剂稳定性较好，活性下降缓慢，可在无需任何再生的条件下重复使用。重复使用5次后，乙酸转化率仍然达55.13%。