SO2-4/MxOy型固体超强酸研究进展

SO2-4/MxOy,固体超强酸具有不腐蚀设备、污染小、耐高温、对水稳定性好和可重复使用等优点.综述了SO2-4/MxOy型固体超强酸的催化机理、失活原因、改性及表征方法,并对今后SO2-4/MxOy型固体超强酸的研究方向进行了展望.     

S04^2-／MxOy，型固体超强酸催化剂的改性研究

SO4^2-/MxOy型固体超强酸催化剂具有不腐蚀设备、易分离、制备简单等优点，作为一类新型的绿色催化材料，在合成工业上有广泛的应用前景。但是这种催化剂也存在易积炭、稳定性差，价格昂贵等缺点，因此对SO4^2-/MxOy型固体超强酸催化剂的改性研究已成为国内外研究的热点。本文主要介绍了SO4^2-/MxOy型固体超强酸催化剂的改性研究。     

SO2-4/MxOy型固体超强酸催化剂的研究进展

概述了SO2-4/Mx Oy 型固体超强酸催化剂的分类、制备方法及表征手段,详细说明了通过促进剂、催化剂载体及引入金属或离子等对SO2-4/ZrO2型固体超强酸改性方面的研究进展,指出目前在SO2-4/Mx Oy 型固体超强酸催化剂研究方面存在的问题,展望了SO2-4/Mx Oy 型固体超强酸催化剂的发展前景。     

SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化剂的研究进展

概述了SO2-4/MxOy型固体超强酸催化剂的分类、制备方法及表征手段,详细说明了通过促进剂、催化剂载体及引入金属或离子等对SO2-4/ZrO2型固体超强酸改性方面的研究进展,指出目前在SO2-4/MxOy型固体超强酸催化剂研究方面存在的问题,展望了SO2-4/MxOy型固体超强酸催化剂的发展前景。     

复合型SO2-4/MxOy型固体超强酸催化剂研究进展

综述了复合型SO2-4 /MxOy型固体超强酸催化剂的结构特征及催化机理、在有机反应中的应用(包括异构化反应、酯化反应、脱水反应、烷基化反应、缩合反应和水合反应)、主要表征技术以及酸强度测试方法,并对今后复合型SO2-/MxOy型固体超强酸催化剂的研究和发展前景进行了展望.     

固体超强酸SO2-4/Fe2O3-ZrO2的声化学制备及其催化酯化性能

采用超声共沉淀法制备SO2-4/Fe2O3-ZrO2(SFZ)固体超强酸,用流动指示剂法测定其酸强度,通过BET及IR对其进行表征,并将样品用于催化乙酸和正丁醇的酯化反应.结果表明,超声共沉淀法制备的SO2-4/Fe2O3-ZrO2固体超强酸比表面积及酸强度大(H0≤-16.0),催化活性高,样品表面与SO2-4结合较牢固,重复使用时,催化活性变化不大.     

SO2-4/Fe2O3-γ-Al2O3固体超强酸催化剂的制备

通过浸渍法制备SO2-4/Fe2O3(SF)固体超强酸,将γ-Al2O3纳米纤维通过粘附的方法负载到固体超强酸SO2-4/ Fe2O3上,制得SO2-4/Fe2O3-γ-Al2O3(SFA)固体超强酸催化剂,并选用乙酸和丁醇的酯化反应来测试SO2-4/Fe2O3-γ-Al2O3(SFA)固体超强酸催化剂的催化性能,在不同催化剂种类、不同γ-Al2O3加入量、不同焙烧温度和时间以及不同浸渍液种类和浓度的条件下,对催化活性进行了分析和讨论.     

纳米固体超强酸SO2-4/TiO2催化合成富马酸二甲酯

采用溶胶-凝胶法制备了纳米固体超强酸SO2-4/TiO2催化剂,主要研究了它的制备条件及作为催化剂在合成富马酸二甲酯中的反应条件,并用正交实验法确定了合成反应的最佳条件.实验结果表明纳米固体超强酸SO2-4/TiO2具有很强的催化活性.     

磁性固体超强酸SO_4~(2-)/ZnO/ZrO_2/Fe_3O_4的制备研究

用化学共沉淀法制备了一系列SO42-ZnO/ZrO2/Fe3O4磁性固体超强酸,利用XRD、TG-DSC、VSM、SEM、TEM及HRTEM等手段对样品结构进行表征.结果表明:引入一定量的Fe3O4和ZnO,有利于四方品相t-ZrO2结构的稳定;Fe3O4超细粒子的引入,使固体超强酸具备了超顺磁性;HRTEM显示ZrO2晶体生长趋向于m-ZrO2的[101]方向,其[101]晶面间距为d(101)=0.29 am,与XRD衍射结果一致.Hammett指示剂测得样品SZZ-1-25-600酸强度最强为H0-13.8,酸性大于浓H2SO4(H0=-11.93).     

纳米SO2-4/SnO2固体超强酸催化合成油酸丁酯

以SnCl4·5H2O为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用模板法合成纳米SO2-4/SnO2固体超强酸催化剂,用XRD、TG-DTA对其进行了表征,以油酸与丁醇的酯化反应为探针反应,探讨了SO2-4/SnO2固体超强酸的催化活性,较系统地研究了醇酸摩尔比、催化剂的焙烧温度、催化剂的用量、反应时间等对油酸转化率和油酸丁酯收率的影响.结果表明,SO2-4/SnO2固体超强酸催化剂具有纳米大小,对油酸丁酯的合成具有良好的催化活性和稳定性.在优选条件下,油酸转化率可达97.5%,油酸丁酯收率达90.6%.     

固体超强酸SO2-4/TiO2催化合成乙酸苯酯

以沉淀法制备了SO^2-₄/TiO₂和SO^2-₄/ZrO₂固体超强酸,采用Hammett指示剂对催化剂进行了表征。比较了不同催化剂对乙酸酐与苯酚直接酯化合成乙酸苯酯的催化活性,并考察了固体超强酸催化剂的制备条件及酯化反应条件对催化活性的影响。实验结果表明,SO^2-₄/TiO₂₂固体超强酸具有较高的催化活性,最佳合成条件：SO^2-₄/TiO₂于600 ℃焙烧4 h,固体超强酸SO^2-₄/TiO₂用量为原料总质量的3%,原料乙酸酐与苯酚物质的量比为1.05∶1.00,反应温度（140~150） ℃,反应时间1.5 h,乙酸苯酯收率为98.0%。     

SO2－4/Fe2O3-γ-Al2O3固体超强酸催化剂的制备

通过浸渍法制备SO^2－₄/Fe₂O₃(SF)固体超强酸，将γ-Al₂O₃纳米纤维通过粘附的方法负载到固体超强酸SO^2－₄/ Fe₂O₃上，制得SO^2－₄/Fe₂O₃-γ-Al₂O₃(SFA)固体超强酸催化剂,并选用乙酸和丁醇的酯化反应来测试SO^2－₄／Fe₂O₃-γ-Al₂O₃(SFA)固体超强酸催化剂的催化性能，在不同催化剂种类、不同γ-Al₂O₃加入量、不同焙烧温度和时间以及不同浸渍液种类和浓度的条件下，对催化活性进行了分析和讨论。     

SO2-4/TiO2固体超强酸薄膜化催化剂合成乙酸乙酯的研究

以多孔钛片为支撑体，制备了SO^2-₄/TiO₂固体超强酸薄膜化催化剂。在膜催化器上，考察了薄膜化催化剂对乙醇和乙酸合成乙酸乙酯的催化性能。结果表明，薄膜化催化剂显著提高了催化活性；当n（乙醇）∶n（乙酸）=1.5∶1、 原料流量3.0 mL·h^－1和反应温度为110 ℃时，乙酸乙酯收率达94.8%；用后薄膜催化剂的处理很方便，催化剂再生后可重复使用，对环境无污染。     

纳米固体超强酸SO2-4/Fe2O3的催化性能

In order to minimize the pollution of ferrous sulfate, a by-product of titanium dioxide, and increase the yield of synthetic ester, the SO4^2-/Fe2O3 nanosolid superacid has been produced by chemical precipitation and its micrographs was determined by SEM. The effect of preparation conditions of SO4^2-/Fe2O3 nanosolid superacid on catalysis synthesis butyl acetate and synthesis conditions of butyl acetate were studied. From experimental data, as compared with liquid acid, SO4^2-/Fe2O3 nanosolid superacid showed higher catalytic performance in catalytic synthesis of butyl acetate, and the yield of butyl acetate was obviously increased in the same reaction time.     

SO2-4/ZrO2-Al2O3催化合成脂肪酸季戊四醇酯的研究

以脂肪酸和季戊四醇为原料，三甲苯为带水剂，SO^2-₄/ZrO₂-Al₂O₃固体超强酸催化,合成脂肪酸季戊四醇酯。实验结果表明，控制酯化温度（180～200） ℃、醇酸物质的量比为1∶5.6、催化剂加入量为原料总量的0.9%和反应时间为4 h时，可获得最佳反应结果，酯化率达99.88%。IR 谱表明，产品中羟基吸收峰基本消失，证明酯化反应较充分和完全。     

固体超强酸SO2－4-MoO3-ZrO2的酸强度与酯化催化性能

固体超强酸催化剂SO^2－₄-MoO₃-ZrO₂用于乙酸丁酯的合成，其催化活性高于SO^2－₄-ZrO₂和MoO₃-ZrO₂。用TPD技术对催化剂的酸强度及其分布进行了研究，结果表明，MoO₃对催化剂的酸强度及其分布具有调变作用，调变后的酸强度分布更有利于乙酸/正丁醇酯化反应的进行。     

固体超强酸SO2－4/TiO2/La3+催化合成二甲基丙烯酸丁二醇酯

以自制稀土改性固体超强酸SO^2－₄/TiO₂/La³⁺为催化剂，高效合成了二甲基丙烯酸丁二醇酯。比较了不同催化剂的催化活性，并考察了固体酸的制备条件及酯化反应条件对催化活性的影响，得到最佳合成条件为:SO^2－₄/TiO₂/La³⁺于500 ℃下活化3 h，n(酸)∶n(醇)=2.8∶1，阻聚剂、催化剂质量分数分别为1.0%和1.2%，反应温度维持在120 ℃左右反应2 h左右，酯化率可达92.0%。     

固体超强酸SO42-/Fe2O3-ZrO2的声化学制备及其催化酯化性能

采用超声共沉淀法制备SO₄^2-/Fe₂O₃-ZrO₂(SFZ)固体超强酸,用流动指示剂法测定其酸强度,通过BET及IR对其进行表征,并将样品用于催化乙酸和正丁醇的酯化反应。结果表明,超声共沉淀法制备的SO₄^2-/Fe₂O₃-ZrO₂固体超强酸比表面积及酸强度大(H₀≤-16.0),催化活性高,样品表面与SO₄^2-结合较牢固,重复使用时,催化活性变化不大。     

固体超强酸Tm-SO2-4/TiO2催化合成柠檬酸三丁酯

制备固体超强酸催化剂Tm-SO^2-₄/TiO₂,应用于柠檬酸和正丁醇的酯化反应,与浓硫酸和SO^2-₄/TiO₂等不同催化剂进行比较,并通过单因素实验对酸醇摩尔比、催化剂用量和反应时间等酯化反应条件进行了优化。实验结果表明, Tm-SO^2-₄/TiO₂的催化性能优于其他催化剂,用于合成柠檬酸三丁酯反应的柠檬酸转化率达94.4%,柠檬酸三丁酯选择性为99.2%,产率达93.6%,产品纯度>99%。重复使用5次后,催化活性仍高达93.1%。Tm-SO^2-₄/TiO₂催化合成柠檬酸三丁酯的最佳合成条件为n(柠檬酸)∶n(正丁醇)=1∶4,反应时间3.5 h,催化剂用量占总投料量的质量分数为1.5%。     

固体超强酸S2O82-/TiO2催化合成乙酸正丁酯

以固体超强酸S₂O₈^2-/TiO₂为催化剂、冰乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯，考察反应条件对酯化率的影响。结果表明，最佳反应条件n(醇)∶n(酸)=1.4∶1，催化剂用量0.5 g(冰乙酸用量0.2 mol), 过硫酸铵浓度0.75 mol·L^－1，115～117 ℃反应1.5 h，酯化率达99%以上。催化剂可重复使用,且对设备腐蚀程度较小。