合成直链烷基苯的锆磷铝固体酸催化剂 I.催化剂合成及其影响因素

合成了一系列用于苯与直链烯烃烷基化反应的含有杂原子的磷铝分子筛固体酸催化剂 (MeZrAPO 5 ) ,同晶取代磷铝分子筛骨架中磷和铝的杂原子包括锆和至少一种选自硅、硼、镓、锗、铁、镁、锡等的元素。考察了晶化温度、晶化时间、杂原子种类、铝源等因素对催化剂合成的影响 ,探索了合成样品中模板剂脱除的最佳条件。结果表明 ,晶化温度高于 15 0℃、n(TEA) /n(Al2 O3 )≥ 1 5以及加入Zr原子都有利于直接生成MeZrAPO 5晶相 ;用小晶粒和高结晶度的铝源合成时 ,分子筛的结晶度高。     

磷铝杂原子固体酸催化剂催化合成乙酸异丙酯

以丙烯和乙酸为原料 ,自制的磷铝杂原子固体酸作催化剂催化合成了乙酸异丙酯 ,考察了反应温度、反应压力、反应空速 (LHSV)及催化剂用量对酯化反应的影响 ,同时考察了固体酸催化剂的重复使用性。确定了最佳合成条件 :反应压力 1 5MPa,反应温度 1 60℃ ,反应空速2 0h-1,催化剂用量 2 0g。在此条件下 ,酯化率可达 91 5 % ,乙酸异丙酯选择性达 99 0 % ,且催化剂的重复使用性良好。     

SO_4~(2-)-TiO_2/Al_2O_3固体超强酸催化合成苹果酯-A和苹果酯-B的研究

通过浸渍法制备了SO42--TiO2/Al2O3固体超强酸催化剂,用Hammett指示剂法测定了其酸强度;以乙酰乙酸乙酯和乙二醇、1,2-丙二醇为原料,合成了苹果酯-A和苹果酯-B,考察了催化剂的焙烧温度、TiO2的负载量、反应温度、反应物配比、催化剂用量等因素对反应的影响以及催化剂的重复使用性。结果表明,在425～575℃温度范围内,SO42--TiO2/Al2O3体系可以形成超强酸;在苹果酯-A和苹果酯-B合成中具有催化活性高、催化速率快、化学稳定性好,重复使用性佳、无环境污染;在最佳条件下,苹果酯-A和苹果酯-B的收率分别可达89.3％和91.5％,质量分数为97％～99％。     

杂原子分子筛ZrBSiALPO4-5的合成结构及催化性能的研究

我们用水热合成法合成了一种锆 -硼 -硅磷铝分子筛 ,通过化学分析、测定晶胞参数及用XRD ,MASNMR方法进行表征 ,证实了锆 -硼 -硅原子进入了分子筛骨架 ,并且具有和AlPO4- 5相似的结构 ;用IR ,NH3 -TPD表征方法测出了它们的酸性 ,测定结果表明 ,它具有L -酸和B -酸中心 ,以中等强度酸为主 ,在苯与烯烃烷基化反应中表现出良好的催化活性和长寿命并且对 2 -位和 3-位苯的烷基化反应具有高选择性 ,有可能替代HF成为一种环境友好的新型催化剂     

SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸催化剂上的酯化反应研究

通过沉淀、老化、过虑、洗涤、干燥、浸渍和焙烧等过程 ,从TiCl4和H2 SO4制备了SO2 -4/TiO2 固体超强酸 ;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 ;以脂肪酸和脂肪醇为探针反应 ,研究了催化剂预处理温度对催化性能及反应物分子结构对酯化反应的影响。研究结果表明 ,当预处理温度在4 2 5～ 5 75℃范围内 ,SO2 -4/TiO2 催化剂体系可以形成固体超强酸 ,同时表面上存在Lewis酸中心和Bronsted酸中心 ,并且Lewis酸中心和Bronsted酸中心可以相互转化 ;SO2 -4/TiO2 在酯化反应中表现出良好的催化活性 ,但随着脂肪酸和脂肪醇的碳原子数增加或支链度增大 ,脂肪酸的转化率下降     

固体超强酸S2O2-8/ZrO2-Al2O3催化合成对羟基苯甲酸乙酯

采用浸渍、沉淀法制备了固体超强酸催化剂S2O2-8/ZrO2-Al2O3.通过正交试验获得了催化剂制备的最佳条件,即ZrOCl2·8H2O和大孔Al2O3(SB粉)的质量比为25.0∶14∶2,硫代硫酸铵的浓度为0.8 mol/L,活化温度为650℃,活化时间为3 h.以固体超强酸S2O2-8/ZrO2-Al2O3为催化剂,由对羟基苯甲酸和无水乙醇合成对羟基苯甲酸乙酯.考察了醇酸摩尔比、催化剂质量和反应时间对酯产率的影响.得到最佳反应条件为:醇酸摩尔比为3.0∶1,催化剂质量为1.4 g(为酸质量的1%),酯化反应时间为3 h.在此反应条件下,酯化率可达79.5%.同时利用红外光谱仪(KBr压片)、质谱仪、显微熔点测定仪对产品进行了分析和测定,确定了产物为对羟基苯甲酸乙酯.并且催化剂重复使用6次其活性基本保持不变.     

KOH/ZrO2催化大豆油酯交换制备生物柴油

采用浸渍法制备了二氧化锆负载氢氧化钾固体碱催化剂KOH/ZrO2,在空气中焙烧4 h后,用于大豆油与甲醇的酯交换反应,考察了KOH/ZrO2固体碱催化剂的焙烧温度、醇油摩尔比、催化剂质量分数和反应时间等因素对产品收率的影响。结果表明,催化剂焙烧温度为500℃,KOH负载量为20%,醇油摩尔比为6∶1,催化剂用量为5%,反应时间为3 h时,大豆油酯交换反应转换率为97.73%。     

杂原子MCM-41分子筛的合成及对环己烷氧化的研究

用十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,水玻璃为硅源,在合成过程分别加入Cr3+、Co2+、Fe3+杂原子,在150℃晶化48h,水热合成了Cr-MCM-41、Co-MCM-41、Fe-MCM-41等杂原子分子筛。考察了时间、温度、催化剂用量、过氧化氢用量及催化剂再生等因素对环己烷氧化反应的影响。最佳反应条件为:温度100℃;环己烷30mmol,Cr-MCM-41为催化剂,用量0 12g;n(H2O2)/n(C6H12)=1;反应时间16h,环己烷的转化率可达28 6%,产物的酮醇摩尔比为1 89。     

SO2-4/TiO2固体超强酸催化剂上的酯化反应研究

通过沉淀、老化、过虑、洗涤、干燥、浸渍和焙烧等过程,从TiCl4和H2SO4制备了SO2-4/TiO2固体超强酸;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;以脂肪酸和脂肪醇为探针反应,研究了催化剂预处理温度对催化性能及反应物分子结构对酯化反应的影响.研究结果表明,当预处理温度在425～575 ℃范围内,SO2-4/TiO2催化剂体系可以形成固体超强酸,同时表面上存在Lewis酸中心和Bronsted酸中心,并且Lewis酸中心和Bronsted酸中心可以相互转化;SO2-4/TiO2在酯化反应中表现出良好的催化活性,但随着脂肪酸和脂肪醇的碳原子数增加或支链度增大,脂肪酸的转化率下降.     

氧化铝-硫酸固体酸催化剂催化油酸与甲醇酯化反应及其动力学研究

以氯仿为溶剂,通过氧化铝和氯磺酸反应制备了氧化铝-硫酸(ASA)固体酸催化剂,以油酸转化率为指标,考察了ASA催化剂在油酸与甲醇酯化反应中反应时间、醇酸摩尔比、催化剂用量及氯磺酸负载量对酯化反应的影响。得到的最佳酯化反应条件为:氯磺酸负载量4.1 mmol/g,反应时间6 h,反应温度68℃,醇酸摩尔比8∶1,催化剂用量为油酸质量的5%。在最佳酯化反应条件下,油酸转化率达到93.1%,ASA催化剂重复使用5次,油酸转化率仍在80%以上。在303~333K范围内,油酸和甲醇的酯化反应符合准二级动力学方程,表观活化能为54.34 kJ/mol,指前因子为2.91×109L/(mol·h)。