固体超强酸催化剂研究综述

固体超强酸的性能独特,在工业上有很好的应用前景,本身又是一种无污染的催化剂。SO42-/MxOy型固体催化剂具有超强酸,MxOy包括TiO2,ZrO2,Fe2O3,本文详细介绍了固体超强酸,尤其是SO42-/MxOy型的表面结构特征和制备条件对其性能的影响,以及在化学反应中的催化作用。     

酯化反应中的SO42-/MxOy型固体超强酸催化剂

SO4 2 -/MxOy 型固体超强酸作为酯化反应的催化剂 ,具有催化活性高 ,选择性好 ,易与产品分离 ,无污染 ,可重复利用等优点。本文综述了SO4 2 -/MxOy 型固体超强酸的研究进展及其在酯化反应中的催化作用 ,探讨了这类固体超强酸的制备条件、表面结构及其用作酯化催化剂的性能。     

SO2-4/ZrO2催化合成核黄素四丙酸酯的研究

合成了不同种类的SO2 - 4/MxOy型固体超强酸催化剂 ,并考察了各种催化剂对合成核黄素四丙酸酯反应活性的影响 ,发现SO2 - 4/ZrO2 固体超强酸催化剂活性最高 .通过单因子实验 ,探讨了SO2 - 4/ZrO2 的制备条件、催化剂用量、反应温度和反应时间等因素对酯化反应的影响 ,优化了催化剂制备条件和酯化反应条件 .实验结果表明 :SO2 - 4/ZrO2 固体超强酸催化剂对核黄素四丙酸酯的合成反应具有良好的催化活性 ,具有易分离、不腐蚀设备、可减少环境污染及催化剂能够重复使用等特点 ,因此具有较好的应用前景     

固体酸催化剂SO42-/TiO2催化木糖脱水制备糠醛的新方法

探索了以固体超强酸SO42 -/TiO2为催化剂,催化木糖脱水环化制备糠醛的新方法.以TiCl4乙醇溶液(体积比1∶1)作为钛源、以浓氨水作为沉淀剂制备二氧化钛,硫酸溶液作为浸渍液,制备了SO42 -/TiO2固体超强酸.采用二溴化法(溴酸钠-溴化钠)对糠醛产量进行分析,研究了反应条件和催化剂制备过程中硫酸浸渍液浓度、焙烧温度等对糠醛产率的影响.结果表明,使用固体超强酸作催化剂,在最佳条件下,糠醛产率达到42.6％,而同样条件下用硫酸作催化剂糖醛产率只有15.6％.     

SO_4~(2-)/SiO_2-ZrO_2固体超强酸催化乳酸乙酯的合成研究

目的研究自制固体超强酸对乳酸乙酯的合成反应的催化效果,寻求乳酸乙酯的最佳合成条件。方法采用溶胶凝胶法制得SiO2-ZrO2基质材料,然后将其通过浸渍法制备了SO42-/SiO2-ZrO2固体超强酸,对SO42-/SiO2-ZrO2固体超强酸催化乳酸乙酯的合成反应进行了研究。结果SO42-/SiO2-ZrO2固体超强酸催化乳酸乙酯的合成反应适宜的反应条件为:预焙烧温度为200℃,浸泡硫酸浓度为1.0 mol/L,硅锆摩尔比为15,焙烧温度为500℃,醇酸比为3时,酯化率可达92.7%。XRD对固体超强酸的分析结果表明,其中SiO2是三斜晶型,ZrO2是四方晶型。结论自制的SO42-/SiO2-ZrO2固体超强酸的对乳酸乙酯的合成反应具有良好的催化效果,适宜推广应用。     

SO42-/ZrO2-Al2O3-Al固体酸催化合成乙酸己酯

采用铝阳极氧化法制备了Al2O3-Al一体型载体,通过浸渍的方法将固体超强酸SO42-/ZrO2引入到Al2O3-Al上,得到一种新型的固体酸催化剂SO42-/ZrO2-Al2O3-Al,用XRD和NH3-TPD等技术对其结构和表面酸性进行了表征,并研究了反应条件等因素对催化合成乙酸己酯催化性能的影响。结果表明,SO42-/ZrO2-Al2O3-Al固体酸对乙酸己酯合成反应具有很好的催化活性和选择性,催化剂不经处理,可循环使用多次,与一些常见的催化剂相比,具有明显的优点。     

SO^2-4／MxOy固体超强酸催化二甘醇合成1，4-二氧六环的研究

以二甘醇为原料,SO2-4/MxOy型固体超强酸催化剂催化,在常压、气相条件下,固定床合成了1,4-二氧六环.考察了反应温度、进料速度对产品收率的影响.结果表明:在反应温度260℃,进料流速0.4mL/min时,1,4-二氧六环的产率为76.14%,是工业生产1,4-二氧六环较理想方法,具有良好的工业生产前景.     

固体超强酸SO42-/TiO2催化合成苹果酸二异戊酯的研究

以固体超强酸SO42-/TiO2为催化剂催化合成苹果酸二异戊酯,确定了苹果酸与异戊醇的酯化合成条件.实验结果表明:酸醇比为1:5(苹果酸0.03mol),催化剂用量为0.50g,反应时间为3.5h,带水剂苯为3ml,酯化率可达93.43%.     

稀土固体超强酸SO42-/TiO2-Ce(IV)催化合成环己酮乙二醇缩酮

制备了固体超强酸催化剂SO42-/TiO2-Ce(IV),并利用该催化剂催化合成了环己酮乙二醇缩酮,探讨SO42-/TiO2-Ce(IV)对缩酮反应的催化活性,较系统地研究了酮醇物质的量比、催化剂用量、反应时间诸因素对产品收率的影响.实验表明:SO42-/TiO2-Ce(IV)是合成环己酮乙二醇缩酮的良好催化剂,在n(酮)∶n(醇)=1∶1 5,催化剂用量为反应物料总质量的0.5%,环己烷为带水剂,反应时间1.0h的优化条件下,环己酮乙二醇缩酮的收率可达85.7%.     

稀土固体超强酸SO42-/TiO2-CeO2催化合成乳酸丙酯的研究

为了探讨α-羟基酸酯化反应机理,制备了一种稀土固体超强酸催化剂SO42-/TiO2-CeO2,并对其催化合成乳酸丙酯的最适宜反应条件和催化反应动力学进行了研究.实验表明:Ce4 改性的钛系固体超强酸催化剂与单纯使用稀土硫酸盐或钛系固体超强酸相比,具有更高的催化活性;以苯为带水剂,在酸醇摩尔比为n(乳酸)∶n(正丙醇)=1∶2.0的条件下,催化剂用量为1.0 g.0.1 mol-1(乳酸),反应温度为120℃,反应时间120 min,酯化率达到了96.5%.     

SO42-/ZrO2固体酸的制备及其对柠檬酸酯化反应的催化性能

以皮胶原纤维为模板制备了SO42-/ZrO2固体酸.通过扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、氨气程序升温脱附(TPD)、X-射线衍射(XRD)、比表面积和孔径分析等对SO42-/ZrO2固体酸的结构和物理性能进行了表征.结果表明,SO42-/ZrO2较完整地保持了胶原纤维的纤维状结构.SO42-在ZrO2的表面进行了配位螯合,形成了固体超强酸.随着热处理温度的升高,SO42-/ZrO2的比表面积和平均孔径下降,其中等强度酸性中心逐渐减弱,直至消失.在柠檬酸的酯化反应中,纤维状结构的SO42-/ZrO2固体酸表现出较高的催化活性,该催化剂具有较好的重复使用性.     

SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸酯化活性的研究

经过对制备方法的某些改进,合成了一种 SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸。用它作催化剂,对乙酸乙酯的酯化活性作了初步探讨。考察了焙烧温度对SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸酸度及活性的影响。研究认为,对于SO_4~(2-)/Fe_2O_3一类深色固体超强酸的强酸总量可以用溶剂法的乙醇酸量来计量;单位强酸部位的酯收率可近似作为此类固体超强酸的相对酸强度,而SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸的相对酯化活性优于浓硫酸催化剂。     

超细固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2催化合成棕榈酸乙酯

制备了超细固体超强酸SO2-4/ZrO2,采用XRD、SEM、IR对该催化剂进行表征.以超细固体超强酸SO2-4/ZrO2为催化剂,棕榈酸与乙醇为原料合成棕榈酸乙酯.探讨了不同催化剂类型、醇酸摩尔比、催化剂用量、反应时间等因素对转化率的影响.结果表明,与普通固体酸相比,超细固体超强酸SO2-4/ZrO2对于棕榈酸乙酯的合成具有较好的催化性能.较适宜的反应条件为n(棕榈酸):n(乙醇)=4:1,催化剂用量0.8 g,反应3 h.在此条件下,棕榈酸的收率可达70.3%.     

SO42-/ZrO2系列固体超强酸的制备与应用

本文对采用不同方法制备了两种SO4^2-/ZrO2系列的SO4^2-/ZrO2-TiO2和SO4^2-/ZrO2-Al2O3固体超强酸催化剂，并以顺丁烯二酸酐和正丁醇的酯化反应为探针反应，考察了Zr：A1，Zr：Ti的原于配比，焙烧温度，焙烧时间以及浸渍液硫酸的浓度对催化剂活性的影响。     

Cu/SO_4~(2-)/TiO_(2-)Al_2O_3催化剂的制备及其催化性能研究

采用共沉淀法制备复合载体TiO2-Al2O3,并采用SO42-进行改性,然后负载上铜,制成Cu/SO42-/TiO2-Al2O3催化剂.借助红外光谱、X射线衍射等方法,研究该催化剂性能与结构的关系.催化性能的测试结果表明:Cu/SO42-/TiO2-Al2O3对于富氧条件下丙烯选择性还原NO反应具有良好的催化活性和水热稳定性,在275℃能使NO转化率高达83%.添加Ti不影响-γAl2O3的晶相结构,添加SO42-能与钛形成具有超强酸的结构,从而能够有效促使Cu/SO42-/TiO2-Al2O3催化性能的提高.     

微波辐射纳米固体超强酸催化合成尼泊金庚酯

以纳米固体超强酸SO42-/ZrO2为催化剂,以对羟基苯甲酸和正庚醇为原料,在微波辐射下合成了尼泊金庚酯。讨论了微波功率、微波辐射时间、催化剂用量、醇酸物质的量比等对合成尼泊金庚酯产率的影响。结果表明,微波功率450 W、微波辐射30 min、醇酸物质的量比3.0∶1、催化剂用量为酸质量的1.5%,尼泊金庚酯的产率可达96.0%。同时,考查了催化剂的重复使用性。     

纳米固体超强酸SO42-/Fe2O3催化合成柠檬酸三丁酯

合成了纳米固体超强酸，考察了该催化剂在柠檬酸三丁酯合成中的催化活性，并与非纳米的SO4^2-/TiO2,SO4^2-/ZrO2,SO4^2-/Fe2O3，浓H2SO4催化剂进行了比较，同时对酯化反应的几种影响因素进行了研究。     

固体超强酸TiO_2/SO_4~(2-)催化合成苯氧乙酸烯丙酯

用TiO_2/SO_4~(2-)固体超强酸催化苯氧乙酸与烯丙醇的酯化反应,研究分析了反应因素对酯化反应产率的影响;最佳反应条件下,产物收率可达86.0％.     

稀土掺杂纳米固体超强酸SO42-/SnO2-Eu2O3催化合成十六烷酸乙酯的研究

目的 研究稀土掺杂纳米固体超强酸SO42-/SnO2-Eu2 O3催化剂对合成十六烷酸乙酯的影响,确定最佳反应条件.方法 利用溶胶-凝胶法及改性技术制备稀土掺杂纳米固体超强酸SO42-/SnO2-Eu2O3催化剂,并用单因素法研究催化剂的最适宜制备条件;采用正交试验来确定十六烷酸乙酯催化合成的最佳条件.同时利用熔点、红外光谱等手段对产品进行物性和结构表征.结果 Eu2O3的添加量为1.5％（指Eu2O3占SO42--/SnO2的摩尔分数）,硫酸浸渍液的浓度为2.0 mol/L,焙烧温度为500℃,焙烧时间为2.5h条件下,制备出的SO42--/SnO2-Eu2O3催化剂具有最好的催化活性.通过正交实验确定的酯化反应优化条件是：在80～85℃的回流反应温度下,醇酸摩尔比为5.0：1.0,催化剂用量为反应物总质量的5.0％,反应时间4.0h,十六烷酸乙酯的酯化率可达97.0％以上.各种分析结果一致表明,催化合成所得之物与十六烷酸乙酯标准相符合.结论 该催化刑具有良好的催化活性和重复使用性,反应条件温和,方法简便,酯化率高,具有很好的工业化应用价值.