一种新型微孔磺酸化固体酸的合成与其催化性能

通过对一种新型的微孔芳香骨架的有机聚合物进行磺酸化制备了微孔固体酸催化剂。利用傅里叶变换红外光（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、表面酸量测定、元素分析和比表面积测试等手段对催化剂进行了表征,并以油酸与甲醇的酯化反应评价了催化剂的催化活性。结果表明：该催化剂具有较大的比表面积和孔容,表面酸量为2.9mmol/g,其对酯化反应的催化活性要高于工业离子交换树脂（Amberlyst-15）,在75℃反应6 h后,油酸转化率可达93%,并可再生使用。     

Al-SBA-15固体酸催化合成硬脂酸三乙醇胺酯

制备了一系列Si/Al比(均为摩尔比,下同)从15到50的Al-SBA-15固体酸催化剂,并将其应用于硬脂酸与三乙醇胺的酯化反应中。结果表明,Si/Al比为25的Al-SBA-15固体酸催化剂的催化活性和选择性较高,反应6 h酯胺的酸值可降至1.78 mg KOH/g,单双酯总质量分数可达84.79%;该催化剂重复使用6次,催化活性没有明显降低,说明该催化剂具有高的稳定性。采用XRD、N2吸附脱附、透射电镜和吸附吡啶的红外光谱对催化剂的结构、比表面积和表面酸性进行了表征,结果表明,Si/Al比为25的Al-SBA-15催化剂保持了SBA-15的结构,具有大的比表面积和均一的孔径,在催化剂表面同时存在Lewis酸和Brnsted酸。     

二氧化硅固载硅钨酸铁的制备及性能研究

采用一锅法制备了二氧化硅固载铁掺杂硅钨酸催化剂,通过以油酸和甲醇为反应物的酯化反应,对制备得到的催化剂进行活性研究。系统考察了各因素(油酸与甲醇物质的量比、催化剂用量、反应时间及温度)对酯化反应的影响。当油酸与甲醇物质的量比为1∶8,催化剂用量为3%(质量分数),反应时间为3 h,反应温度为70℃时,油酸转化率为76.8%。此外,固载固体酸重复使用4次后仍具有较好的催化活性。     

磷钨酸催化合成油酸乙酯实验条件的研究

以磷钨酸作催化剂,油酸和无水乙醇为原料制备油酸乙酯。考察了油酸与乙醇物质的量比、催化剂用量、反应时间对酯化率的影响。结果表明：磷钨酸对合成油酸乙酯具有良好的催化活性,合成的优化条件为：酸醇物质的量比为1：6,催化剂用量为0.4g,回流反应2 h,酯化率可达到96.3%。     

Nb2O5负载磷钨酸催化酯化反应研究

采用浸渍法制备TPA/Nb2O5催化剂,用于油酸与甲醇的酯化反应,考察了催化剂焙烧温度、甲醇与油酸物质的量比、反应时间、催化剂用量和TPA负载量等因素对油酸转化率的影响。结果显示,低负载量时(ω=5,10,15),TPA杂多阴离子高度均匀地分散在Nb2O5表面,随着负载量的增加,TPA在Nb2O5表面出现聚结。25-TPA/Nb2O5(300)催化剂在油酸与甲醇的酯化反应中具有良好的催化活性,在n(甲醇)/n(油酸)=12,m(催化剂)/m(油酸)=7%,反应时间在6 h的条件下,油酸的转化率高达92.24%。在303～333 K范围内,油酸的转化率随着温度的升高逐渐增大,油酸与甲醇在TPA/Nb2O5催化剂上的酯化反应符合准二级动力学方程,表观活化能为57.62 kJ/mol,指前因子为1.096×109(mol/L)-1.h-1。     

松木粉制备高比表面积炭基固体酸催化剂

以一种廉价的农林废弃物——松木粉为原料,首先经过炭化和活化处理,制备活性炭,再通过苯磺酸重氮盐还原法处理活性炭引入磺酸基团(—SO₃H),从而制备出具有高比表面积的炭基固体酸催化剂(AC-SO₃H)。其比表面积达到 1364 m²/g,磺酸基密度为 1.36 mmol/g。以乙酸的酯化反应考察了炭基固体酸催化剂的催化活性,并与Amberlyst-15、Nafion NR50以及Nafion SAC-13等几种固体酸催化剂进行了比较。实验结果表明,炭基固体酸催化剂的催化活性仅略低于Amberlyst-15,高于Nafion NR50和Nafion SAC-13,炭基固体酸催化剂的成本也远远低于Nafion NR50和Nafion SAC-13。研究结果表明,以松木粉为原料,通过炭化、活化和磺化处理能够得到性能优异且成本低廉的炭基固体酸催化剂。     

微孔-双介孔核壳型HZSM-5@BMMs催化甲醇芳构化

采用外延法,以HZSM-5为核,双介孔分子筛BMMs为壳制备了多级孔核壳型HZSM-5@BMMs甲醇芳构化(MTA)催化剂。采用XRD、BET、NH3-TPD、SEM和TEM对催化剂进行了表征。结果表明:HZSM-5@BMMs具有明显的核壳结构和微孔-双介孔多级孔孔道,孔径集中分布于0.9、2.2和5.3 nm,其比表面积(510.8 m2/g)和孔容(0.399 cm3/g)均高于HZSM-5的比表面积(408.4 m2/g)和孔容(0.190 cm3/g),而酸量(0.573 mmol/g)和酸强度均低于HZSM-5的酸量(0.883 mmol/g)和酸强度。相同反应条件下HZSM-5@BMMs寿命比HZSM-5增加38 h,最高芳烃收率为25.7%,最高BTX(轻质芳烃:苯、甲苯、二甲苯)选择性为55.3%。     

Al_2(SO_4)_3/SiO_2催化高酸值生物柴油原料降酸值研究

通过溶胶-凝胶法和浸渍法制备了二氧化硅负载的硫酸铝催化剂,并测试其在油酸与甲醇酯化反应中的活性,进行高酸值生物柴油原料酯化降酸的研究,考察了催化剂的焙烧温度、硫酸铝的负载量、醇酸比、催化剂用量、反应温度、反应时间及重复利用性等因素对油酸转化率的影响。结果表明,二氧化硅负载的硫酸铝催化剂在油酸和甲醇的酯化反应中具有良好的催化性能。在n(甲醇)∶n(油酸)=8,m(20-Al2(SO4)3/SiO2(500))∶m(油酸)=0.075,反应温度65℃和反应时间为180 min的条件下,油酸的转化率达到92.9%。油酸和甲醇在Al2(SO4)3/SiO2固体酸催化剂的酯化反应符合准一级反应动力学方程,表观活化能为41.56 kJ/mol,指前因子为3.52×104min-1。     

亚锡类催化剂催化合成对苯二甲酸二异辛酯的研究

以3种亚锡类催化剂氧化亚锡、氯化亚锡、辛酸亚锡以及它们之间复配后作为催化剂,对对苯二甲酸二异辛酯酯化反应的催化活性进行了研究,实验结果表明,以氧化亚锡和辛酸亚锡复配后的催化活性最高,氧化亚锡和辛酸亚锡作为催化剂的酯化反应最佳合成工艺条件为:催化剂的加量为0.25%(重量比),反应温度为220℃,醇酸摩尔比为3.0?1,在最佳工艺条件下,产品的终点酸值为0.62 mgKOH/g,对苯二甲酸的转化率达99.75%。     

SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3催化合成新戊二醇椰子油酸酯

以SO42-/TiO2-Al2O3固体超强酸为催化剂,进行新戊二醇和椰子油酸的酯化反应,合成了新戊二醇椰子油酸酯,考察了酸醇摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间等条件对酯化反应的影响。结果表明,较优的合成条件为:n(椰子油酸)∶n(新戊二醇)=1.95∶1,催化剂用量为总反应物质量的0.040%,200℃下回流反应7 h。在此条件下,SO42-/TiO2-Al2O3固体超强酸有较高的催化活性,酯化率达97.0%,且催化剂重复使用5次仍保持较高活性。