SO42-/MxOy型固体超强酸酸中心结构及其在轻质烷烃异构化反应中的机理研究进展

烷烃异构化是提高汽油辛烷值的重要方法。本文阐述了SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸的表面特征及其酸中心的形成机理与调控方法。综述了SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸催化剂轻质烷烃异构化碳正离子机理、单分子反应机理、双分子反应机理和金属/酸性双功能催化剂催化机理。介绍了在SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸催化剂上异构化反应机理的不同观点。今后,需进一步深入开展轻质烷烃异构化反应机理、活性位形成及催化剂失活原因等方面的研究,探究固体超强酸催化剂的改性方法和制备方法,制备出高催化剂活性和稳定性的异构化催化剂。     

轻质烷烃异构化催化剂研究进展

轻质烷烃异构化技术是提高汽油辛烷值的重要手段,是实现汽油清洁化生产的理想选择。异构化反应是微放热反应,低温更有利于异构化反应的进行,而轻质烷烃异构化技术应用生产的前提是获得高效、稳定的催化剂。综述当前工业应用的低温型异构化催化剂、中温型异构化催化剂和固体超强酸催化剂的发展现状,指出异构化催化剂今后的研究方向。低温型催化剂为贵金属卤化物无定型催化剂,具有温度低和活性高的特点,但腐蚀性强,其应用受到限制。中温型异构化催化剂多为贵金属负载分子筛型双功能催化剂,稳定性高,但反应温度高,单程异构转化率低。固体超强酸催化剂多为将贵金属负载到固体超强酸上制备得到,活性高,反应温度低,环境友好,具有较好的发展前景。     

SO42-/MxOy型固体超强酸催化剂改性及应用研究进展

SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸型催化剂具有活性高、污染小、不腐蚀设备和可重复使用等优点,是一种典型的环境友好催化剂。分析微乳液法、水热法、回流老化法和模板法等制备方法对催化剂催化性能的影响,介绍催化剂载体改性、引入金属或分子筛、促进剂等改性方面的研究进展,综述SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸催化剂在有机反应包括异构化反应、酯化反应、烷基化反应、酰化反应、脱水反应和齐聚反应中的应用。今后研究重点是如何利用新技术改进催化剂的制备过程和提高固体酸比表面积。     

轻质烷烃异构化催化剂研究进展

综述了轻质烷烃异构化催化剂的研究现状及发展趋势,总结了轻质烷烃异构化反应的特点,介绍了有代表性的氯化铝型、分子筛型、固体超强酸型轻质烷烃异构化工业催化剂,并分别从反应温度、产品辛烷值、抗毒性等方面对比了几种工业催化剂的性能及优缺点。重点从活性组分和载体两方面描述了各类轻质烷烃异构化催化剂的最新研究进展,包括Pt/zeolite、Pt/ZrO₂-SO₄、杂多酸、Pt/WO₃-ZrO₂、介孔材料、钼基催化剂、离子液体等,同时提出了催化剂研究中面临的一些问题。最后指出了低温、高抗毒性的轻质烷烃异构化催化剂将是未来研究的 焦点。     

SO4^2-／MxOy型固体超强酸催化剂的研究进展

SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化剂具有高酸催化活性、易分离、不腐蚀等优点,在酯化、异构化、烷基化、酰基化、聚合等合成工业上有广泛的应用前景,现已成为国内外研究的热点。本文主要介绍了SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化剂的制备方法及制备条件对其性能的影响。     

SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化剂改性及应用研究进展

SO2-4/M x O y型固体超强酸型催化剂具有活性高、污染小、不腐蚀设备和可重复使用等优点,是一种典型的环境友好催化剂。分析微乳液法、水热法、回流老化法和模板法等制备方法对催化剂催化性能的影响,介绍催化剂载体改性、引入金属或分子筛、促进剂等改性方面的研究进展,综述SO2-4/M x O y型固体超强酸催化剂在有机反应包括异构化反应、酯化反应、烷基化反应、酰化反应、脱水反应和齐聚反应中的应用。今后研究重点是如何利用新技术改进催化剂的制备过程和提高固体酸比表面积。     

SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化剂的研究进展

概述了SO2-4/MxOy型固体超强酸催化剂的分类、制备方法及表征手段,详细说明了通过促进剂、催化剂载体及引入金属或离子等对SO2-4/ZrO2型固体超强酸改性方面的研究进展,指出目前在SO2-4/MxOy型固体超强酸催化剂研究方面存在的问题,展望了SO2-4/MxOy型固体超强酸催化剂的发展前景。     

SO2-4/MxOy型固体超强酸催化剂的研究进展

概述了SO2-4/Mx Oy 型固体超强酸催化剂的分类、制备方法及表征手段,详细说明了通过促进剂、催化剂载体及引入金属或离子等对SO2-4/ZrO2型固体超强酸改性方面的研究进展,指出目前在SO2-4/Mx Oy 型固体超强酸催化剂研究方面存在的问题,展望了SO2-4/Mx Oy 型固体超强酸催化剂的发展前景。     

工艺条件对正戊烷异构化反应的影响

将Pt-SO₄₂-/ZrO₂-Al₂O₃型固体超强酸催化剂应用于正戊烷异构化反应,考察了反应温度、反应压力、空速、氢油比等对正戊烷异构化反应影响,确定了最佳反应条件。     

国内外清洁汽油技术进展

对比了欧洲和我国的清洁汽油质量指标，分析了发达国家清洁汽油硫含量变化情况。对国内外清洁汽油的技术进展情况进行了综述，建议在碳五碳六异构化技术、固体超强酸烷基化技术、汽柴油清净分散剂等等技术上进行深入研发，以利我国的清洁汽油技术的快速发展。     

SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化剂改性研究进展

介绍固体超强酸催化剂的发展、特点、应用及改性研究方向,研究催化剂酸强度低、催化剂易失活和稳定性差等问题,并提出解决方案。通过对国内外SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化剂的研究,分析向载体中引入稀土元素、分子筛、其他金属、纳米材料和交联剂对固体超强酸催化剂催化活性、热稳定性、酸性、比表面积和晶型等的影响,综述采用S2O2-8或硫酸盐替换SO_4~(2-)作为催化剂活性组分对催化剂的催化活性、酸强度及结构等的影响以及引入过渡金属(贵金属)形成的双官能团对催化剂结构与活性的影响,对制约SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化剂研究与工业化应用的催化剂寿命、稳定性、机械强度、合成方法、催化活性及催化剂再生等问题进行探讨。     

Na-Fe_3O_4/ZSM-5催化剂上CO_2加氢反应汽油烃产物的组成调控

CO_2加氢直接合成汽油不仅有利于CO_2减排,还可减轻人们对化石能源的依赖。汽油馏分烃产物组成是决定汽油燃料品质的重要因素,其调控是该过程具有挑战性的研究热点。研究NaFe_3O_4/ZSM-5催化剂中分子筛的金属(La,Ga,Zn,Cu,Co)改性对CO_2加氢产物中汽油馏分烃组成的影响,结果表明,与其他金属相比,Cu改性ZSM-5分子筛组分可在保持较高汽油收率前提下,明显提高汽油产物中异构烷烃选择性。优化改性分子筛中Cu质量分数8%时,汽油馏分烃产物中异构烷烃含量最高。当Na-Fe_3O_4和Cu-ZSM-5采用分层填装方式时,汽油馏分烃产物中异构烷烃含量达50.5%,组成调控后富含异构烷烃汽油产品更符合汽油品质升级趋势需求。     

改进制备过程对WO_3/ZrO_2固体超强酸结构和酸性的影响

为制备高活性固体超强酸催化剂,改进了WO3/ZrO2固体超强酸的浸渍制备过程;用BET、XRD、NH3-TPD和SEM方法分别对以有、无醇化处理载体制得的催化剂进行了表征.结果表明,Zr(OH)4载体经醇化处理后,载体表面容纳较多的分散态钨活性组分,制得催化剂比表面积增大,高温焙烧后仍保持一定的四方晶相ZrO2(t),呈现出较高的总酸量和酸强度,且粒度较小,疏松分散,用于柴油催化氧化脱硫反应表现出较高的催化活性.     

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。     

SO42-/TiO2-HZSM-5固体超强酸催化剂的制备及酯化性能

采用溶胶-凝胶法制备了HZSM-5分子筛负载SO₄^2-/TiO₂固体超强酸催化剂, 利用直接酯化法催化合成三羟甲基丙烷油酸酯。通过IR、XRD、BET、SEM对催化剂进行了表征, 结果表明TiO₂以纳米颗粒的形式附着于HZSM-5分子筛表面, 且负载后催化剂的比表面积高达309.2m²/g, 比HZSM-5分子筛提高了45.6m²/g, 且催化剂具有强酸性(-13.8< H₀ < -12.14)。探讨了沉淀pH值、焙烧温度、焙烧时间等催化剂制备条件对SO₄^2-/TiO₂-HZSM-5固体超强酸催化剂催化三羟甲基丙烷油酸酯酯化反应活性的影响。结果表明在沉淀pH=8、硫酸的浸渍浓度为0.5mol/L、浸渍时间为30min、焙烧温度为550℃、焙烧时间4h的条件下, SO₄^2-/TiO₂-HZSM-5固体超强酸催化剂催化活性最高, 三羟甲基丙烷油酸酯的酯化率高达97.6%;抗乳化性能良好, 油水分离时间为5min。SO₄^2-/TiO₂-HZSM-5固体超强酸催化剂在重复使用6次的情况下, 酯化率下降8.8%, 催化剂的重复使用性能良好。     

直馏汽油异构催化剂的研究进展

主要介绍了直馏汽油异构改质催化剂的研究进展以及在国内的工业使用情况。目前,直馏汽油异构催化剂主要集中在多孔材料负载金属的催化剂上,尤其集中在分子筛负载金属的双功能催化剂的研发及应用上。如何选择最合适的催化剂载体,使负载金属与载体酸中心之间更匹配以促进异构反应的进行,如何对比表面积较大的多孔性材料进行改性以及以普通金属代替贵金属是当今比较热点的问题。直馏汽油异构改质催化剂的工业应用也呈现出多元化的局面,有多种不同的催化剂同时应用于不同的生产厂家,并彰显出各自的特色。     

硫酸促进型固体超强酸在水预处理条件下的稳定性对比

以TiO₂和ZrO₂为载体的固体超强酸作为考察对象,重点对比研究了载体与酸化方式不同的固体超强酸在两种不同温度水预处理条件下的催化稳定性。XRD和BET表征结果显示在经过水预处理之后,各组固体超强酸的晶型和孔结构没有发生变化。结合FTIR、NH₃-TPD对比研究发现,各组固体超强酸的催化活性在经过水预处理后均出现下降,水预处理温度越高,固体超强酸的酸量下降越多,酸强度减弱幅度越大,最终表现出催化活性明显下降;相比之下,硫酸促进型TiO₂固体超强酸的初始活性优于以ZrO₂为载体的固体超强酸,但稳定性较差;另外,对制备方式的研究发现,先焙烧再酸化所制得的固体超强酸其SO₄^2-在水预处理过程中损失相对较少,表现出了较好的稳定性。