纳米孔结构负载型固体杂多酸催化合成乙酸乙酯的研究

采用溶胶-凝胶技术分别将Keggin型和Dawson型杂多酸负载到TiO2载体上，制备了固体杂多酸催化剂H3PW12O40/TiO2、H4SiW12O40／TiO2和H6P2W18O62／TiO2，通过ICP-AES、31^P MAS NMR和N2吸附测定方法对其进行了表征，并对催化剂在合成乙酸乙酯反应中的催化性能进行了对比研究。实验结果表明，负载型杂多酸在反应中的活性高于母体杂多酸的直接催化。其中，H6P2W18O60/TiO2可在120min内使乙酸乙酯收率达到98％。     

二氧化钛负载磷钨钼杂多酸催化合成丁醛乙二醇缩醛

采用浸渍法制备了二氧化钛负载磷钨钼杂多酸催化剂H3PW6Mo6O40/TiO2,该催化剂的适宜制备条件为:原料质量比m(TiO2)∶m(H3PW6Mo6O40)=1∶1,水的用量30 mL,浸渍时间12 h,活化温度150℃。以H3PW6Mo6O40/TiO2为催化剂,对以丁醛与乙二醇为原料合成丁醛乙二醇缩醛的反应条件进行了研究,较系统地研究了丁醛与乙二醇摩尔比、催化剂用量、反应时间对收率影响。实验结果表明,在n(丁醛)∶n(乙二醇)=1.0∶1.4、催化剂用量占反应物料总质量的0.8%、反应时间1.5 h的条件下,丁醛乙二醇缩醛的收率达51.3%.     

取代型杂多酸H5[Ga(H2O)ZrW11O39]·14H2O的合成与性能

采用分步酸化-分步加料及离子交换-冷冻法合成出含镓、锆和钨的取代型杂多酸H5[Ga（H2O）ZrW11O39]·14H2O2给出了合成反应的原料配比及pH值。通过元素分析（ICP）、红外光谱、紫外光谱和X-射线粉末衍射等手段对其进行了表征。在此基础上,研究了它的导电和催化酯化反应性能。在室温（16℃）下,取代型杂多酸H5[Ga（H2O）ZrW11O39]·14H2O的质子电导率为8．76×10^-4S·cm^-1,是一新型固体高质子导体。通过测定不同温度下的电导率,得到H5[Ga（H2O）ZrW11O39]·14H2O的活化能是21．20kJ／mol。该取代型杂多酸催化剂催化酯化反应效果好且可多次重复使用。     

改性杂多酸催化剂的制备及其在甲缩醛合成中的催化活性

以A12O3、SiO2、TiO2、ZrO2、ZrO2-SiO2为载体制备了负载型磷钨杂多酸催化剂及CsxH3-xPWl2O40(X=1，l.5，2，2．5，3)磷钨杂多酸铯盐催化剂．考察了这些催化剂在甲酵与甲缩缩合制甲缩醛反应中的催化活性，结果表明：以SiO2、ZrO2、ZrO2-SiO2为载体制备的固载化杂多酸催化剂具有良好的催化活性，而A12O3、TiO2负载的杂多酸催化剂活性很差．杂多酸铯盐Cs2H3-xPWl2O40的催化活性则随Cs^ 离子含量的增加而升高，Cs2.5H0.5PW12O40给出最高的甲缩醛产率；但当H^ 离子完全被Cs^ 离子取代后，催化活性显著下降．     

H_4PMo_(11)VO_(40)催化氧化2-甲基萘制备甲萘醌

以磷钼钒杂多酸H4PMo11V1O40为催化剂、乙酸为溶剂,用双氧水氧化2-甲基萘制备2-甲基萘醌.实验表明:H4PMo11V1O40具有一定的催化活性.通过正交试验和单因素试验考察了催化剂用量、乙酸用量、双氧水用量、反应时间、反应温度等对收率的影响,获得较佳的合成条件:杂多酸∶2-MN(质量比)=7%,乙酸∶2-MN(质量比)=10.5∶1,双氧水∶2-甲基萘(摩尔比)=4.2∶1,较适宜的温度为40~50℃,反应时间为30 min.     

Keggin结构磷钼钒酸催化苯直接羟基化

采用乙醚反萃取方法制备磷钼钒酸催化剂H3+nPMo12-nVnO40(n=0~5),利用X射线粉末衍射(XRD)、红外(FTIR)以及等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对催化剂进行表征,并以H2O2为氧化剂,考察催化剂对苯直接羟基化反应的催化性能,探讨不同钒原子数目对所制备磷钼钒酸催化活性的影响,研究了反应时间、催化剂用量、H2O2用量等对催化反应的影响.结果表明,合成磷钼钒酸催化剂具有典型的Keggin结构,钒原子取代数目对催化剂的催化活性有明显影响,其中H7PMo8V4O40表现出最高的催化活性,在实验优化条件下,苯直接羟基化为苯酚的收率达到19.5%.     

介孔结构Na4W10O32/TiO2复合光催化剂的制备及其可见光光催化性能的研究

用溶胶-凝胶和程序升温水热法制备了介孔结构的Na4W10O32/TiO2多酸纳米晶复合光催化剂.用ICP-AES、XRD、拉曼散射光谱、TEM和N2吸附测定等技术对其组成和结构进行了表征.考察了催化剂的可见光光催化性能.结果表明:Na4W10O32均匀地分散在TiO2网络内部,而且其基本骨架结构未发生改变;该催化剂比锐钛矿TiO2,H6P2W18O62/TiO2和H4SiW12O40/TiO2具有更高的可见光光催化活性.     

MgFe_2O_4/TiO_2催化剂光催化还原CO_2的实验研究

CO2的化工利用是节能减排的方法之一。光催化还原CO2合成有用的化工产品,具有绿色化工的特点。采用溶胶-凝胶法制备MgFe2O4/TiO2催化剂,通过XRD、IR、UV-Vis、SPS、SEM、NH3-TPD和BET等表征手段,对催化剂的结构和光化学性质进行分析,对所制备的MgFe2O4/TiO2光电性质、微观结构以及光催化CO2合成甲酸的性能进行研究。结果表明:复合后的MgFe2O4晶型未发生改变,复合的光敏化作用使MgFe2O4吸收边蓝移,提高光生载流子分离效率,增大脱附峰面积和比表面积。在模拟日光灯照射下,MgFe2O4/TiO2光催化还原CO2的性能高于未复合的MgFe2O4催化剂。     

CeO2-TiO2/[CoW12O40]5--HTLC的制备及光催化性能

为了克服杂多酸易溶于极性溶剂,较难回收重复使用的缺点,采用共沉淀法制备了镁铝水滑石;并以硝酸根型水滑石作为前体,通过插层组装合成了杂多阴离子[CoW12O40]5--HTLC;再采用微乳液法将CeO2掺杂的TiO2负载到[CoW12O40]5--HTLC上,焙烧后得到CeO2-TiO2/[CoW12O40]5--HTLC光催化剂。采用XRD、FT-IR、SEM-EDS和UV-Vis漫反射光谱等手段对催化剂进行了表征;以甲基橙为模拟污染物,考察了催化剂样品的光催化性能。实验结果表明:CeO2掺杂TiO2复合粒子在可见光区吸光性能高于TiO2;CeO2掺杂TiO2与杂多阴离子[CoW12O40]5-有协同光催化作用,CeO2-TiO2/[CoW12O40]5--HTLC光催化剂对可见光的吸收大大增强。经模拟日光照射2 h,15%(CeO2-TiO2)/5%[CoW12O40]5--HTLC催化剂对甲基橙的脱色率达到93%。     

硼钨酸催化合成乙酸正丁酯的研究

合成了硼钨杂多酸H5[BW12O40]·30H2O,将其用于乙酸正丁酯合成反应中,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间及酸醇摩尔比对反应性能的影响.结果表明,硼钨杂多酸H5[BW12O40]·30H2O是乙酸正丁酯合成反应的理想催化剂,反应最佳条件:催化剂用量为0.1g,酸醇摩尔比为4∶1,反应温度为120℃,反应时间为3h,正丁醇的转化率为82％左右,乙酸正丁酯的选择性在95％以上.