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.     

SO4^2—／ZrO2—SiO2超强酸催化剂研究（Ⅲ）—— 酸性及比表面积

系统地研究了SO4^2-/ZrO2-SiO2催化剂的酸性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，SO4^2-/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，比表面可高达440m^2/g，数倍于SO4^2-/ZrO2催化剂的比表面积。在相同处理条件下，SO4^2-/ZrO2-SiO2催化剂的酸强度低于SO4^2-/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。     

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 .     

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     

SO2-4/ZrO2-SiO2超强酸催化剂研究(Ⅱ)英文——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650 ℃以上温度下焙烧的SO2-4/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,SO2-4基团与二元氧化物中Zr原子作用形成了酸性中心.     

SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸的结构表征

根据IR分析 ,对SO2 -4 /ZrO2 固体超强酸的结构进行了表征 ,讨论了制备条件对催化剂结构的影响。实验结果表明 ,吸附吡啶的红外光谱表明该催化剂具有较高的Lewis酸位。通常pH值为 9 5,焙烧温度 50 0℃条件下制备的SO2 -4 /ZrO2 固体超强酸催化剂应用于辛基多苷的合成活性最高 ,可使葡萄糖的转化率高达 96%。     

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.     

SO_4~(2-)/TiO_2/HZSM-5的制备及其催化性能研究

用沉淀-浸渍法制备的固体超强酸SO2-4/Ti O2和SO2-4/Ti O2/HZSM-5处理催化裂化柴油,通过柴油组成的调整及稳定性的改善对比其催化性能.采用X-射线衍射(XRD)、氮气低温物理吸附(BET)、傅立叶红外(FT-IR)、吡啶吸附红外(Py-IR)以及扫描电子显微镜(SEM)等方法对催化剂的晶相、比表面积、表面酸性及形貌等进行表征.结果表明:SO2-4/Ti O2/HZSM-5催化剂处理的柴油样品透光率达到93%,组成成分与未处理的柴油相比,链烷烃化合物含量上升30.74%,胶质类杂质下降22.70%,提高了柴油的十六烷值和稳定性.     

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．     

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.     

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.     

复合固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-WO_3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SO24-/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SO24-/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SO42-/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%。     

硫酸化介孔Al-MCM-41的制备及其对苯甲醚乙酰化的催化性能

通过水热合成法制备出不同Si/Al比的介孔分子筛Al-MCM-41,并用浸渍法制得SO42-/Al-MCM-41固体酸催化剂.利用XRD、N2吸附、红外、吡啶吸附红外等手段对其进行了表征.吡啶吸附红外分析发现催化剂存在质子酸活性中心,而无路易斯酸活性中心.将该固体酸催化剂分别用于1,4-二甲氧基苯和苯甲醚的乙酰化反应,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间和底物与乙酸酐的配比等因素对底物转化率和产品选择性的影响.在优化反应条件下,SO42-/Al-MCM-41(30)催化苯甲醚乙酰化反应的转化率达到80.6%,选择性为94%.     

SO2-4/ZrO2-TiO2/La3+催化合成己二酸二辛酯

以La3 掺杂得到的固体超强酸SO2-4/ZrO2-TiO2/La3 为催化剂,用单因素和正交实验分析诸因素对酯化率的影响,优选合成己二酸二辛酯的工艺条件,并用红外光谱进行表征.结果表明,在每0.1 mol己二酸中催化剂用量为0.35 g,酸醇的量比 n(酸)∶n(醇) 为1∶3,回流分水2 h的条件下,酯化率可达99.32%.固体超强酸SO2-4/ZrO2-TiO2/La3 具有良好的催化活性高,可重复使用.     

S2O82-/ZrO2-SiO2固体酸制备及性能的研究

采用沉淀-浸渍法,通过改变硅锆摩尔比、焙烧温度及焙烧时间3个变量,制备了一系列S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸催化剂。通过单因素实验,考察了硅锆摩尔比、焙烧温度及焙烧时间对蔗糖制备乙酰丙酸的影响。实验结果显示:随着硅锆比从3增加到5,乙酰丙酸的收率持续降低;随着焙烧温度从500℃升高到600℃,乙酰丙酸的收率开始时先降低,到550℃以后则升高;随着焙烧时间从2h增加到4h,乙酰丙酸的收率开始时先升高,到3h以后则降低。当焙烧温度500℃、焙烧时间4h、硅锆比1∶4时,制备的催化剂的比表面积最大,催化活性最高;将该条件下制备的催化剂用于蔗糖的水解反应,乙酰丙酸的收率为17.4%。     

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%.     

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%.     

纳米固体超酸SO_4~(2-)/ZrO_2-SiO_2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SO42-/Z rO2-S iO2,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SO42-/Z rO2-S iO2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SO42-/Z rO2-S iO2的酸强度及催化活性.SO42-/Z rO2-S iO2最佳制备条件:陈化温度-15℃,浸渍液H2SO4浓度为0.5 m o l/L,焙烧温度为650℃,焙烧时间为3 h.     

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.     

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。