SO_4~(2-)/ZrO_2-SiO_2 超强酸催化剂研究 (Ⅱ )——结构表征(英文)

采用FTIR ,XRD ,XPS和TG_DTA等表征了一组具有不同组成的由沉淀 -混合沉淀法制得的SO2 - 4/ZrO2 _SiO2 超强酸催化剂 .由实验结果可知 ,催化剂的超强酸点可能是由于SO2 - 4基团与二元氧化物中的锆相互作用而产生的 .与SO2 - 4/ZrO2 催化剂不同的是 ,即使在 6 5 0℃以上温度下焙烧的SO2 - 4/ZrO2 _SiO2 催化剂也是无定型的 .80 0℃以上焙烧前体二元氧化物时 ,按照锆硅比的不同将出现两种不同的情况 ,硅锆比小于 8时 ,其XRD谱图上出现属于四方晶型的二氧化锆的衍射峰 ;而当硅锆比大于 8时 ,XRD谱图显示产生了一种新型的结晶体 .研究结果表明 ,SO2 - 4基团与二元氧化物中Zr原子作用形成了酸性中心 .     

SO^2—4／ZrO2—SiO2超强酸催化剂研究（Ⅱ）—结构表征

采用FTIR,XRD,XPS和TG－DTA等表征了一组具有不同组成的由沉淀－混合沉淀法制得的SO^2-4/ZrO2-SiO2超强酸催化剂,由实验结果可知,催化剂的超强酸点可能是由于SO^2-4基因与二元氧化物中的锆相互作用而产生的,与SO^2-4/ZrO2催化剂不同的是,即使在650℃以上温度下焙烧的SO^2-4/ZrO2-SiO2催化剂也是无定型的．800℃以上焙烧前体二元氧化物时,按照锆硅比的不同将出现两种不同的情况,硅锆比小于8时,其XRD谱图上出现属于四方晶型的二氧化锆的衍射峰;而当硅锆比大于8时,XRD谱图显示产生了一种新型的结晶体,研究结果表明,SO^2-4基因与二元氧化物中Zr原子作用形成了酸性中心。     

SO2-4/ZrO2型固体超强酸催化剂的改性

针对传统SO2-4/ZrO2固体超强酸存在稳定性较差等缺点,通过添加α-Al2O3和偏钨酸铵对其进行改性,制备出复合氧化物固体超强酸SO2-4/ZrO2-WO3-Al2O3(SWZA).为了获得催化性能高的SZWA催化剂,采用流动指示剂法测定改性催化剂的酸度,同时利用XRD,FTIR,TGA-DSC,SEM等多种现代物理方法对SWZA催化剂进行表征,研究了陈化温度、焙烧温度等制备条件以及Al2O3,WO3等不同金属氧化物的引入对产物催化性能的影响.实验结果表明:较低的陈化温度使催化剂表面易形成结晶中心,降低了质点的迁移速率,抑制了晶粒生长,易于生成小且规则的晶粒,使得到的催化剂具有较大的比表面积;在制备催化剂时,500 ℃的焙烧温度有利于ZrO2向四方晶型转化,增大了超强酸的比表面积;Al2O3的引入增加了超强酸的Lewis酸位,提高了催化剂的催化活性;WO3的引入对催化剂晶型具有定向诱导作用,延迟了ZrO2晶化,稳定了亚稳态的四方晶型,缓和了SO2-4高温下分解流失的趋势.     

复合固体超强酸催化剂SO2-4/ZrO2-Al2O3-WO3的制备及表征

采用沉淀浸渍法制备复合固体超强酸催化剂SO2-4/ZrO2-Al2O3-WO3,运用Hammett指示剂法、FT-IR、XRD、SEM、TGA和BET等对相应的催化剂进行表征,并研究了陈化温度、焙烧温度、浸渍液浓度等制备条件以及Al2O3、WO3等不同金属氧化物的引入对SO2-4/ZrO2的影响.结果表明,低温陈化的试样具有较强的酸性和催化活性,添加Al2O3可增大催化剂的比表面积和酸度值,引入WO3有利于酸性的增强.复合固体催化剂SO2-4/ZrO2-Al2O3-WO3 的最佳制备方案是, 陈化温度为-10 ℃、m(Al2O3)/m(ZrO2)为3.5、m(WO3)/m(ZrO2)为1、浸渍液(NH4)2SO4浓度为1.0 mol·L-1、焙烧温度为500 ℃.该催化剂用于乙酸正丁酯的合成,其酯化率达到98.5%.     

SO2-4/ZrO2-SiO2超强酸催化剂研究(Ⅲ)(英文)——酸性及比表面积

系统地研究了SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂的酸性和比表面积,采用吸附吡啶的红外光谱法、BET法以及指示剂法考察了催化剂的组成、温度以及其他处理条件对催化剂酸强度以及催化剂比表面积的影响.实验结果表明:在硅锆比小于10时,SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂的比表面积随催化剂中硅锆比的增高而增大;在硅锆比为10左右时,比表面积可高达440m2/g,数倍于SO2-4/ZrO2催化剂的比表面积.在相同处理条件下,SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂的酸强度低于SO2-4/ZrO2的酸强度.吸附吡啶的红外光谱证明该催化剂的表面酸点多为Lewis酸点.     

纳米固体超酸SO2-4/ZrO2的制备和表征

采用纳米化学制备技术合成了新型的纳米固体超酸催化剂SO4^2-/ZrO2，对醋酸和脂肪醇的酯化反应有良好的催化作用。该催化剂具有耐水性强、可重复使用、再生容易、不污染环境等优点。     

纳米固体超酸SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂的研究

采用改性技术合成了新型的纳米固体超酸催化剂SO2-4/ZrO2-SiO2,对醋酸和脂肪醇的酯化反应有很好的催化作用.该催化剂具有耐水性强,稳定性好,再生容易,可重复使用,不腐蚀设备,不污染环境,是对环境友好的很有应用前景的绿色工业催化剂.用XRD、XPS、TEM、IR和化学分析等手段分析了SO2-4/ZrO2-SiO2的晶化过程,比表面积含硫量.结果表明浸渍液H2SO4浓度、陈化温度、焙烧温度、沉淀条件,比表面积和含硫量均明显影响SO2-4/ZrO2-SiO2的酸强度及催化活性.SO2-4/ZrO2-SiO2最佳制备条件:陈化温度-15 ℃,浸渍液H2SO4浓度为0.5 mol/L,焙烧温度为650 ℃,焙烧时间为3 h.     

固体超强酸SO2-4/ZrO2形成机理的研究

用FT-IR、XRD、SEM等分析手段对固体超强酸SO2-4/ZrO2的形成过程进行了研究,用FT-IR差谱法直接证实了ZrO2-SO2-4间化学键的生成,XRD分析证实焙烧温度对SO2-4/ZrO2超强酸性能影响最大,体系在ZrO2呈四方晶型时超强酸强度最高,SEM分析表明经SO2-4处理后,ZrO2表面形貌发生了显著变化,将该催化剂用于马来酸二丁酯的酯化合成,其催化活性与催化剂表面分析结果一致.     

一种复合固体超强酸催化剂的研究——I . 催化剂的制备及结构表征

制备了新型的复合固体超强酸催化剂ＳＯ２－４－ＭｏＯ３－ＺｒＯ２；考察了该催化剂在乙酸丁酯合成反应中的催化活性；用ＸＲＤ、ＡＥＳ、ＳＥＭ、比表面测定等技术研究了该催化剂的结构形态，并与ＳＯ２－４－ＺｒＯ２、ＭｏＯ３－ＺｒＯ２催化剂进行了比较。结果表明，ＭｏＯ３的引入明显地增大了催化剂的比表面，并且具有稳定介稳的四方相ＺｒＯ２（ｔ）、延迟晶化、提高催化剂表面含硫量的作用；ＳＯ２－４和ＭｏＯ３共存时，两者表现出较显著的协同效应。     

物理化学综合实验设计(Ⅱ)——固体超强酸ZrO2/SO42-的物性表征

结合物理化学基础实验室现有的仪器和设备,为大三化学和应用化学专业学生设计一个物理化学的综合实验,该实验利用红外、差热、氨的程序升温脱附、比表面等测定对催化剂的物性进行表征.     

ZrO2/SO2-4类固体超强酸在有机合成中的应用进展

简要介绍了ZrO2/SO2-4-类固体超强酸的制备及其改性;综述了近年来此类催化剂以其独特的不溶性、酸性、活性、选择性在有机合成反应中的广泛应用,参考文献40篇.佑     

纳米固体超酸SO4^2-/ZrO2-SiO2催化剂的研究

采用改性技术合成了新型的纳米固体超酸催化剂SO4^2-/ZrO2-SiO2，对醋酸和脂肪醇的酯化反应有很好的催化作用．该催化剂具有耐水性强．稳定性好，再生容易，可重复使用．不腐蚀设备．不污染环境，是对环境友好的很有应用前景的绿色工业催化剂．用XRD、XPS、TEM、IR和化学分析等手段分析了SO4^2-/ZrO2-SiO2的晶化过程．比表面积含硫量．结果表明浸渍液H2SO4浓度、陈化温度、焙烧温度、沉淀条件，比表面积和含硫量均明显影响SO4^2-/ZrO2-SiO2的酸强度及催化活性．SO4^2-/ZrO2-SiO2最佳制备条件：陈化温度-15℃，浸渍液H2SO4浓度为0．5mol／L，焙烧温度为650℃，焙烧时间为3h．     

S2O2-8/ZrO2-SiO2类固体超强酸催化剂制备条件的研究

采用共沉淀浸渍法与沉淀-混合共沉淀浸渍法考察了不同制备方法以及不同稀土种类等不同制备条件下的S2O2-8/ZrO2-SiO2类固体超强酸催化剂的催化活性.结果表明:沉淀-混合共沉淀浸渍法制备的催化剂活性远远大于共沉淀浸渍法制备的催化剂的活性.     

制备条件对固体超强酸SO2-4/ZrO2性质的影响

较详细地研究了固体超强酸催化剂制备条件与催化剂性质的影响。试验发现制备固体超强酸酸浓度和焙烧温度对催化剂的硫含量、酸强度、形态结构和晶相转变都有影响。     

纳米固体超强酸SO2-4/TiO2-SiO2的合成与表征

采用纳米化学制备技术合成了新型的纳米固体超强酸催化剂SO2-4/TiO2-SiO2,并用XRD、XPS和比表面积测定对其进行了表征.研究了影响SO2-4/TiO2-SiO2催化活性的因素及再生的条件,发现其对醋酸和脂肪醇的酯化反应具有良好的催化作用.实验结果表明,该催化剂具有耐水性强、可重复使用、再生容易、不腐蚀设备、不污染环境等优点,是很有应用前景的绿色工业催化剂.     

固体超强酸SO2-4/ZrO2催化α-蒎烯异构反应

研究了固体超强酸SO2-4/ZrO2催化剂的制备条件(硫酸浸渍浓度、焙烧温度等)对其催化性能的影响.结果表明,催化剂的制备条件不同,对莰烯选择性和α-蒎烯转化率有较大影响.适宜的催化剂制备条件是: 硫酸浓度0.5～1.0 mol/L,焙烧温度650 ℃.对所制备的SO2-4/ZrO2固体超强酸作为α-蒎烯异构反应的催化剂,以及对影响反应过程的主要因素进行探讨.优化的工艺条件为:反应时间1～3 h,反应温度(130±2)℃,催化剂质量分数3%～4%.该条件下α-蒎烯转化率96.4%,莰烯选择性49.7%.此外,还分析了催化剂放置时间对异构产物的影响及催化剂重复使用情况.     

SO2-4/ZrO2-SiO2 超强酸催化剂研究(Ⅰ)—制备及对乙酸/丁醇酯化反应的催化活性

采用0.3～2.0 mol/dm3 的硫酸水溶液浸渍预焙烧过的二元氧化物, 然后在450～650 ℃ 的温度下焙烧3～5 h, 制得SiO2/ZrO2 摩尔比为1∶9～30的SO42-/ZrO2-SiO2催化剂.ZrO2-SiO2 二元氧化物前体由沉淀/混合沉淀法制得.对于乙酸/丁醇酯化反应,所制得的催化剂的活性比传统的SO2-4/ZrO2催化剂高6～10倍.考察了SiO2/ZrO2摩尔比,硫酸水溶液浓度,预焙烧温度和焙烧温度等制备条件对催化剂活性的影响.SiO2/ZrO2摩尔比为10～15,以1.0 mol/dm3 硫酸溶液浸渍,且在550℃温度下焙烧制得的催化剂表现出最好的催化活性.     

固体超强酸催化剂S2O2-8/ZrO2-SiO2-Sm2O3的酸性研究

采用IR、Py—IR、XPS技术考察了不同制备条件下制备的S2O8^2-／ZrO2-SiO2类固体超强酸催化剂的表面酸种类、酸量、酸强度．结果表明：浸渍S2O8^2-使得S2p、Zr3d结合能正极化程度大大提高,有利于提高催化剂的活性;加入少量氧化钐制得的催化剂的S2p、Zr3d结合能略大于不加稀土的样品,说明少量的稀土元素改变了催化剂表面的化学状态,使催化剂表面元素正极化程度提高,对改善催化剂的活性及寿命有一定作用．     

催化剂SO4^2—／ZrO2—SiO2与SO4^2—／ZrO2结构及性能比较

从活性、结构及酸性方面，对催化剂SO－／ZrO_2－SiO_2及SO／ZrO2进行了比较研究实验结果表明：两种催化剂在骨架结构特征上具有显著的差别，一般在400℃以上焙烧的SO－／ZrO2催化剂均为结晶态的，SiO2的引入对SO－／ZrO2－SiO2催化剂中氧化锆的结晶具有强烈的抑制作用；一般在800℃以下焙烧的SO－／ZrO2－SiO2催化剂均为非晶态结构；在800℃以上焙烧硅锆摩尔比大于8的样品时，可得到一种可能是由于锆进入了氧化硅的晶格而形成的具有新的结构的结晶态物质；BET法测得500℃焙烧的SO－／ZrO2－SiO2催化剂的比表面积为400m2／g左右，而催化剂SO－／ZrO2的比表面积仅为100m2／g左右；吸附吡啶的红外光谱表明，SO－／ZrO2－SiO2催化剂的Lewis酸量明显高于SO－／ZrO2催化剂．对于乙酸／丁醇酯化反应，SO／ZrO2－SiO2催化剂的活性是SO－／ZrO2催化剂的6倍以上