常温下H2O2氧化高浓度苯酚水溶液制备苯二酚

以表面活性剂为苯酚增溶剂,水为溶剂,H2O2为氧化剂,05B 05Cr 4Fe MCM 41为催化剂,催化苯酚羟基化反应合成苯二酚,考察了表面活性剂种类、苯酚在水中的质量分数(m(Phenol)/(m(Phenol)+m(H2O)))、苯酚与H2O2的摩尔比(n(Phenol)/n(H2O2))、反应温度对该反应的影响。结果表明,在以十二烷基磺酸钠为增溶剂、m(Phenol)/(m(Phenol)+m(H2O))=030、n(Phenol)/n(H2O2)=3、反应温度25℃、反应时间2 h的条件下,苯酚羟基化反应的苯酚转化率达到242%,苯二酚的选择性达到948%,且05B 05Cr 4Fe MCM 41催化剂具有良好的重复使用性能,基本满足工业化要求。     

硅藻土负载Dawson型磷钨酸铯的制备、表征及催化氧化合成己二酸

以硅藻土为载体,采用浸渍法制备出CsxH6-xP2W18O62·nH2O/硅藻土催化剂。对催化剂进行FT IR、XRD、SEM、NH3 TPD及N2吸附 脱附表征。将该催化剂用于催化H2O2氧化环己酮合成己二酸,并考察了Cs离子取代度和CsxH6-xP2W18O62·nH2O负载量对催化活性的影响。结果表明,30%Cs3H3P2W18O62/硅藻土的催化活性最高。采用正交设计方法得到对己二酸收率影响由大到小的因素依次为H2O2用量、反应时间、反应温度、催化剂用量,最佳工艺条件为催化剂用量占环己酮质量分数51%、n(C6H10O)/n(30%H2O2)=1/5、反应温度105℃、反应时间50 h,此时己二酸的收率为853%,纯度为999%。30% Cs3H3P2W18O62/硅藻土具有良好的稳定性,重复使用5次,己二酸收率仍可达701%。     

新型酸性离子液体的合成及其催化性能研究

合成了5种不同的酸性离子液体,分别以新合成的5种酸性离子液体为催化剂,环氧丙烷和CO2为原料,在相同条件下催化合成碳酸丙烯酯,筛选出催化性能最好的酸性离子液体1 -丙酸基-3-甲基咪唑溴盐.该离子液体作为催化剂的最佳使用条件为:反应温度110℃,反应压力1.5 MPa,反应时间2h,n(催化剂)∶n(环氧丙烷)=1∶5...     

酸性离子液体催化合成α-甲基丙烯酸十八酯

以离子液体代替对甲苯磺酸为催化剂催化合成α-甲基丙烯酸十八酯,比较不同离子液体的催化性能,选出最佳催化剂,探索其催化的最优条件与离子液体的循环使用效果,并讨论了离子液体代替对甲苯磺酸作催化剂的优势。结果表明,在所选用的8种离子液体中,[HSO_3-pmim][HSO_4]的催化效果最好,在m([HSO_3-pmim][HSO_4])/m(Stearyl alcohol)=0.008、n(α-Methacrylic acid)/n(Stearyl alcohol)=1.2、m(Inhibitor)/m(Stearyl alcohol)=0.008、反应温度120℃、反应时间5h的条件下,酯化产率可达73.8%;循环使用4次后,酯化产率无明显下降。离子液体代替对甲苯磺酸作催化剂,提高了酯化产率,明显减少了粗酯处理中碱液和水的用量,有效地减少废水排放,降低环境污染。     

固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2催化合成己二酸二丁酯

研究了SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2型催化剂的制备及其催化合成己二酸二丁酯反应。考察了催化剂焙烧温度、原料配比、反应时间及催化剂用量等因素对酯化反应的影响,较佳反应条件为:催化剂焙烧温度500℃,催化剂用量5%(以己二酸质量为基准),n(己二酸):n(正丁醇)=1:2．5,正丁醇为带水剂、在回流温度下反应4 h,酯化率可达99．35%。结果表明,SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2在产物颜色、出水率和催化剂回收等方面明显优于对甲苯磺酸、浓硫酸催化剂。     

三聚甲醛和甲缩醛合成聚甲醛二甲醚

以甲缩醛(DMM)和三聚甲醛(TOX)为原料,在间歇反应釜中采用大孔强酸性阳离子交换树脂D8099-T为催化剂,合成了柴油添加剂聚甲醛二甲醚(PODE_n)(n为聚合度),考察了反应温度、原料配比、反应时间、催化剂用量和反应压力对反应的影响,并研究了催化剂的重复使用效果。实验结果表明,较优的工艺条件为:反应温度60℃,原料配比n(甲缩醛)∶n(三聚甲醛)=2∶1,反应时间2.0h,m(催化剂)∶m(原料)=2.0%,初始N_2压力2.0MPa。在该工艺条件下,三聚甲醛转化率为90.86%,PODE_(3-4)收率为48.67%。催化剂重复使用8次后,其催化活性未明显下降。     

盐酸三乙胺-三氯化铝离子液体催化酰基化合成乙酰水杨酰胺

实验以盐酸三乙胺-三氯化铝离子液体(IL)为催化剂,催化水杨酰胺(SA)与乙酰氯进行傅克酰基化反应合成5乙酰水杨酰胺。讨论了离子液体与水杨酰胺摩尔比、乙酰氯与水杨酰胺摩尔比、反应温度与反应时间等因素对水杨酰胺酰基化合成5-乙酰水杨酰胺的影响,最佳反应条件为:n(1L):n(SA)=2:1,n(乙酰氯):n(SA)=4:1,反应温度40℃,反应时间120 min。在上述最佳条件下,不使用有机溶剂,水杨酰胺的转化率为99.1%,乙酰水杨酰胺的收率达到了73.1%。     

织物用聚醚改性氨基硅油柔软剂的合成

以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(WS-62M)、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(SG-Si900)和聚氧乙烯甲基缩水甘油醚(GPOME)为原料,经酯交换和开环反应合成了可用于织物柔软整理的聚醚改性氨基硅油,用它整理后的织物具有柔软的手感、较好的白度和吸水性。氨基硅油的最佳合成条件:n(WS-62M)/n(SG-Si900)=1.33:1,ω(三乙胺)=1.53%,反应温度120℃,反应时间10 h,在0.01 MPa 条件下抽真空0.5～1h。聚醚改性氨基硅油的最佳合成条件:n(GPOME)/n(氨基硅油)=7.2:1,m(异丙醇)/m(GPOME+氨基硅油)=1:1,反应温度80℃,反应时间5 h。     

单缺位Dawson结构杂多钨酸盐绿色催化H_2O_2氧化环己酮合成己二酸

制备了单缺位Dawson结构杂多钨酸盐K10P2W17O61.13H2O催化剂,以H2O2为氧源,催化氧化环己酮合成了己二酸;采用FTIR和TG分析等方法表征了催化剂的结构与热性能;考察了催化剂的焙烧温度、催化剂用量、反应时间、H2O2用量、酸性助剂等因素对己二酸收率的影响,并考察了催化剂的重复使用性能。实验结果表明,该催化剂在100℃下焙烧2h后对H2O2氧化环己酮合成己二酸的反应具有良好的催化活性;合成己二酸的适宜反应条件为:环己酮用量100mmol、n(H2O2)∶n(环己酮)=4.45、催化剂用量(占环己酮的摩尔分数)1.5%、反应时间6.0h。在此条件下,己二酸收率为74.0%。使用该催化剂,在己二酸合成反应中无须添加有机溶剂、酸性助剂和相转移剂,有益于降低成本、简化分离工艺、减少污染和提高产品质量。     

吗啡啉类酸性离子液体的合成及其催化酯化反应

制备了N-甲基-N-丁基吗啡啉硫酸氢盐([Nbmm]HSO4)和N-甲基-N-丁基吗啡啉对甲苯磺酸盐([Nbmm]PTSA)两种新型酸性离子液体。通过FT-IR和元素分析确认其结构。所合成的离子液体均溶解于强极性溶剂,且酸性较强。以乙酸和乙醇合成乙酸乙酯的反应为模型反应考察了离子液体催化酯化反应的催化活性,吗啡啉离子液体具有很好的催化活性,其强弱顺序为[Nbmm]HSO4[Nbmm]PTSA。这与离子液体的酸性及其与原料、产物的溶解性有关。同时也说明吗啡啉离子液体的酸性主要由其阴离子决定。在n(环己烷)∶n(乙醇)∶n(乙酸)=0.88∶2∶1、离子液体[Nbmm]HSO4加入量为原料总质量的1.8%、反应时间为3h条件下,采用溶剂回流法合成乙酸乙酯收率达99.57%。脱水后离子液体重复使用5次,催化活性仍无明显下降。将[Nbmm]HSO4应用于乙酸正丁酯和油酸甲酯的合成也具有较高的催化活性。     

氨基酸功能化杂多酸盐的制备及其在无溶剂条件下催化正十二醇与乙酸酯化反应性能

以甘氨酸、磷钨酸为原料,在水溶液中采用一步法合成出氨基酸功能化杂多酸盐[Gly]₃ PW,并采用NMR、MS、FT-IR以及XRD等手段对其结构进行了表征。考察了其在正十二醇与乙酸酯化高选择性合成乙酸正十二酯反应中的催化性能。结果表明,在n([Gly］₃ PW)/n(正十二醇) = 0.002、n(乙酸)/n(正十二醇) = 2.0、反应温度373 K和反应时间7 h条件下,正十二醇转化率和乙酸正十二酯选择性分别达到98%和100%,且整个反应过程无需加入任何溶剂,[Gly]₃ PW显示了良好的催化性能。[Gly]₃ PW是一种有潜力的新型有机-无机杂化酯化催化剂。     

铈源及其组成对乙苯脱氢制苯乙烯催化剂结构和性能的影响

以Ce(NO₃)₃和CeO₂为混合铈源制备了一系列Fe-K-Ce-Mo乙苯脱氢催化剂,并采用BET、XRD、CO₂ -TPD和XPS等手段对其进行表征,考察了m(Ce(NO₃)₃)/m(Ce(NO₃)₃+CeO₂)对该催化剂结构、酸碱性以及催化乙苯脱氢反应性能的影响。结果表明,m(Ce(NO₃)₃)/m(Ce(NO₃)₃+CeO₂)=0.60时,催化剂具有中等水平的比表面积、较低的孔体积和较大的孔径,产生较多的活性相,酸碱中心数目和强度达到最佳,晶格氧丰富,催化剂催化乙苯脱氢反应活性最佳。     

氧气氧化环己烷合成环己酮的高效催化体系

通过筛选一系列催化剂和助催化剂,构建了氧气氧化环己烷合成环己酮的高效催化体系。考察了溶剂和反应条件对环己烷转化率和环己酮选择性的影响。采用气相色谱 (GC)对产物进行定量分析,采用色质联用(GC-MS)对反应途径和催化剂失活机理进行探讨。结果表明,以N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI）为催化剂,以Co(OAc)₂、Cr(OAc)₃和AlCl₃为助催化剂,以乙腈为溶剂,可以高效地催化氧气氧化环己烷反应。当n(NHPI)∶n(Co(OAc)₂)∶n(Cr(OAc)₃)∶n(AlCl₃)=10∶3∶1∶1,n(NHPI)∶n(CH₃CN)∶n(C₆H₁₂)=1∶20∶10,氧气压力1.0 MPa,于75℃反应6 h时,环己烷的转化率为54.4%,环己酮选择性为93.2%,环己醇选择性为4.9%。己二酸为主要的副产物,氧化过程生成的水是造成催化剂失活的主要原因。     

HZSM-5催化乙酸环己酯水解反应

考察了不同反应条件下加入酸性离子液体［HSO₃bmim］HSO₄前后HZSM-5催化乙酸环己酯水解制备环己醇反应。结果表明,未加入［HSO₃bmim］HSO₄时,因乙酸环己酯热分解而生成的副产物环己烯选择性可达73.0%;加入［HSO₃bmim］HSO₄后,目的产物环己醇选择性增加,在适宜条件下,乙酸环己酯转化率为81.6%,环己醇选择性为79.7%。［HSO₃bmim］HSO₄的加入抑制了HZSM-5表面积炭的生成,提高了催化剂的重复使用性能。     

SO3H-MCM-41对丙烯酸和异丁烯加成反应的催化性能

采用一步水热共缩合法制备了表面磺酸嫁接的介孔分子筛SO₃H-MCM-41,采用XRD、N₂吸附-脱附、红外吸收光谱、吡啶吸附红外光谱、酸碱滴定等手段对其物理化学性质进行了表征,考察了SO₃H-MCM-41对丙烯酸与异丁烯直接加成反应合成丙烯酸叔丁酯的催化性能,在n(#em/em#-Butene)/n(Acrylic acid) =1时,探讨了催化剂制备条件n(Sulfonic acid)/n(Silica) ,丙烯酸与异丁烯加成反应条件m(t-Butanol)/m(Acrylic acid)、m(Catalyst)/m(Acrylic acid)和反应温度对反应转化率及产物选择性的影响。结果表明,SO₃H-MCM-41表面成功嫁接了磺酸基团,嫁接后的分子筛具有纯硅MCM-41分子筛的晶体结构。提高n(#em/em#-Butene)/n(Acrylic acid)可以显著提高丙烯酸转化率,而丙烯酸叔丁酯选择性基本保持不变;采用n(Sulfonic acid)/n(Silica)=0.3制备的SO₃H-MCM-41催化剂,在反应时间6 h、反应温度50℃、n(#em/em#-Butene)/n(Acrylic acid)=2、m(Catalyst)/m(Acrylic acid)=0.01和m(t-Butanol)/m(Acrylic acid)=0.04的条件下,丙烯酸转化率为90.0%,丙烯酸叔丁酯选择性为92.8%,二异丁烯选择性为4.8%。SO₃H-MCM-41催化剂重复使用5次其催化活性保持稳定。在工业生产过程中,提高丙烯酸转化率有利于降低丙烯酸与丙烯酸叔丁酯的分离能耗。     

Ni-WO3/ZrO2固体强酸催化剂的制备及催化正庚烷异构化反应性能

采用浸渍法制备了以具有一定晶相结构的ZrO₂为载体的Ni-WO₃/ZrO₂系列固体强酸催化剂。采用XRD、BET、NH₃-TPD 等方法测定了Ni-WO₃/ZrO₂系列催化剂的晶相结构和表面酸性,并考察了其在正庚烷异构化反应中的催化性能。结果表明,Ni的引入使得Ni-WO₃/ZrO₂催化剂由具有单一酸中心催化功能的催化剂变成由酸中心与金属中心共同催化的双功能催化剂,其催化性能显著提高。在n(H₂)/n(n-C₇H₁₆)=12、MHSV=3.52 h^-1、m(Cat)=0.3 g、反应温度300℃条件下,载体焙烧温度800℃所制备的5%Ni-15%WO₃/ZrO₂催化剂催化正庚烷异构化反应的转化率可达39.96%,异庚烷的选择性可达94.79%。     

Amide-AlCl3类离子液体催化苯与苯酐酰基化反应

采用催化剂筛选和单因素实验及红外光谱、紫外光谱、拉曼光谱等表征手段,对Amide-AlCl3类离子液体催化苯与苯酐(PHA)酰基化合成邻苯甲酰苯甲酸(BBA)的反应性能及机理进行了研究.结果表明,类离子液体N,N-二甲基乙酰胺-2AlCl3(DMA-2AlCl3)为苯与苯酐酰基化反应的较优催化剂,其制备条件为n(AlC...     

无溶剂条件下Brönsted酸离子液体催化丙三醇与醋酸的酯化反应

在无溶剂条件下,以Brönsted酸离子液体为催化剂催化丙三醇与醋酸酯化反应,考察了离子液体的循环使用效率;比较了不同结构离子液体的催化性能,并讨论了离子液体的相对酸强度与其催化性能的相关性;同时对反应时间、反应物摩尔比、反应温度以及离子液体用量等条件进行了优化。结果表明,在n(Acetic acid)/n(Glycerol)=8、n[HSO₃-bmim][HSO₄])/n(Glycerol)=0.02、反应温度100℃、反应时间30min的优化条件下,丙三醇转化率达到97%。     

[BMIM][BF4]离子液体萃取脱除氧化柴油中砜类化合物

用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（［BMIM］［BF₄］）萃取脱除氧化柴油中的砜类化合物,考察了萃取时间、萃取温度、离子液体与氧化柴油体积比、萃取级数对［BMIM］［BF₄］离子液体萃取脱除砜类化合物的影响。结果表明,与直接萃取脱除柴油中的含硫化合物相比,［BMIM］［BF₄］对氧化柴油中的砜类含硫化合物表现出更佳的萃取性能。在萃取温度30℃、［BMIM］［BF₄］/氧化柴油体积比为0.5时,经［BMIM］［BF₄］萃取3次,氧化柴油的硫质量分数从125.1 μg/g 降至6.2 μg/g。与传统的萃取剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）相比,［BMIM］［BF₄］的萃取脱硫率略低,但柴油回收率较高,且柴油的性质基本未变。     

基于Aspen Plus的生物质化学链气化耦合CO2裂解模拟研究

生物质化学链气化耦合CO₂裂解技术能够在产生高品质合成气的同时将CO₂转化为CO,是可以同步实现CO₂增量降低和存量减少的有效手段之一。使用Aspen Plus软件,建立了生物质化学链气化耦合CO₂裂解过程的模型,研究了温度、压力和生物质与氧载体质量比(m(Biomass)/m(Oxygen carrier),简称m_B/m_O)对反应产出合成气组分、气化特性参数和系统热负荷的影响。结果表明：随着温度的升高,反应产出的合成气中CO、H₂含量呈现上升趋势,CO₂、CH₄含量下降,产气热值增大,且在高于800 ℃时趋于稳定,反应温度在1000 ℃以下时,系统产热可以满足反应需要;当反应压力由0.1 MPa提高至0.5 MPa时,H₂、CO含量下降,CO₂含量提高,合成气热值下降,系统整体放热量增大;当m_B/m_O增大时,生物质进料量逐渐增多,氧载体还原产物中Fe含量增大,FeO含量降低,合成气热值上升;当m_B/m_O在0.3~1.3区间内时,系统产热可以满足系统反应所需。耦合CO₂裂解反应器后碳转化率有较大提升,并且在m_B/m_O为0.7时提升最为显著。