PbO-Yb2O3催化苯酚与碳酸二甲酯的酯交换反应

制备了一系列固体催化剂用于苯酚(PhOH)与碳酸二甲酯(DMC)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC).其中,铅镱复合氧化物催化剂活性较高,能多次回收使用.用正交实验方法详细研究了该催化剂焙烧温度、催化剂组成及反应温度等影响因素.实验结果表明:选择铅镱物质的量比为2∶1,700℃下焙烧的催化剂,在n(PhOH)∶n(DMC)=2∶1,反应温度170℃,反应16 h时,得DMC转化率56.87%,DPC产率17.10%.碳酸甲苯酯(MPC)产率33.24%.该催化剂多次回收使用后仍有较好的活性.     

LiF/CaO催化碳酸乙烯酯和甲醇合成碳酸二甲酯

摘要：以碳酸乙烯酯和甲醇为原料，采用浸渍法制备了LiF/CaO催化剂，考察该催化剂在碳酸乙烯酯 (EC)与甲醇酯交换反应制备碳酸二甲酯 (DMC)中的催化性能。采用X射线衍射、N2低温吸附和哈米特滴定等对催化剂进行表征。结果表明，催化剂LiF/CaO在焙烧后生成新相CaF2和Li2O。在LiF负载量为20%(CaO的质量分数)，焙烧温度为500℃，甲醇与EC物质的量比为10：1，催化剂用量为碳酸乙烯酯质量的0.1%，反应温度70℃，反应时间为0.5h的条件下，EC转化率、DMC选择性和收率分别为77.98%、99.97%和77.96%。     

LiF/CaO催化碳酸乙烯酯与甲醇合成碳酸二甲酯

以碳酸乙烯酯和甲醇为原料,用浸渍法制备了LiF/CaO催化剂,考察了该催化剂在碳酸乙烯酯(EC)与甲醇酯交换反应制备碳酸二甲酯(DMC)中的催化性能。用X射线衍射、N_2低温吸附和哈米特滴定等对催化剂进行了表征。结果表明,催化剂LiF/CaO在焙烧后生成新相CaF_2和Li_2O。在LiF负载量为20%(相对于CaO的质量)、焙烧温度为500℃、甲醇与EC物质的量比为10∶1、催化剂用量为碳酸乙烯酯质量的0.1%、反应温度70℃、反应时间为0.5 h的条件下,EC转化率、DMC选择性和收率分别为77.98%、99.97%和77.96%。     

合成碳酸二甲酯ZnO-Al2O3催化剂研究

在Al₂O₃载体上涂覆活性组分DMC11,采用浸渍法制备负载型ZnO-Al₂O₃催化剂,采用间歇式催化剂评价装置考察催化剂活性组分涂覆量、焙烧温度、反应温度和n(甲醇)∶n(尿素)对催化剂性能的影响。在焙烧温度700 ℃和活性组分涂覆质量分数50%~60%的最佳制备条件下,制得的催化剂堆积密度1.15 g·mL^-1,比表面积85.3 m²·g^-1,孔体积0.20 m³·g^-1,孔径10 nm。在反应温度175 ℃、反应压力0.8 MPa和n(甲醇)∶n(尿素)≈35∶1条件下,碳酸二甲酯单程收率为15%。     

SO42-/Fe2O3固体酸的制备及其催化合成生物柴油的研究

探讨了SO42-/Fe2O3固体酸催化剂的最佳制备条件,将其用于催化合成生物柴油,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间及醇酸摩尔比对酯化反应的影响。结果表明,当浸渍硫酸浓度为0.5mol·L-1、焙烧温度为600℃、焙烧时间为3h时催化剂活性最强;利用自制的固体酸催化剂催化合成生物柴油,在催化剂用量为3%（以油酸质量计）、反应温度为70℃、反应时间为2h、甲醇与油酸摩尔比为2∶1的最佳反应条件下,酯化率为63.2%。     

SO2-4/Fe2O3固体酸的制备及其催化合成生物柴油的研究

探讨了SO2-4/Fe2O3固体酸催化剂的最佳制备条件,将其用于催化合成生物柴油,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间及醇酸摩尔比对酯化反应的影响.结果表明,当浸渍硫酸浓度为0.5 mol·L-1、焙烧温度为600℃、焙烧时间为3 h时催化剂活性最强;利用自制的固体酸催化剂催化合成生物柴油,在催化剂用量为3%(以油酸质量计)、反应温度为70℃、反应时间为2 h、甲醇与油酸摩尔比为2:1的最佳反应条件下,酯化率为63.2%.     

Ce-Ca-Zn-Al-O固体碱催化剂的制备研究

以铈、钙、锌、铝的硝酸盐为原料,尿素为沉淀剂,经沉淀、焙烧制得Ce-Ca-Zn-Al-O固体碱催化剂。通过单因素试验考察了催化剂制备条件对催化剂活性的影响,得到制备催化剂的优化工艺为:n(Ce)∶n(Ca)∶n(Zn)∶n(Al)=0.1∶2∶4∶2,反应温度为125℃,焙烧温度为750℃,焙烧时间为6 h。将优化条件下制备的催化剂用于蓖麻油和甲醇的酯交换反应,在醇/油摩尔比为9,催化剂/油质量比为0.04,反应温度为60℃,搅拌速率为550 r/min及反应时间为4 h的条件下,蓖麻油转化率可达86%。采用Hammett指示剂法、TG、BET、XRD及SEM对催化剂及其前驱体进行表征,结果表明:Ce-Ca-Zn-Al-O固体碱的碱强度H_在7.2~11.2之间;Ce-Ca-Zn-Al类水滑石在760℃后质量几乎为定值;Ce-Ca-Zn-Al-O固体碱催化剂比表面积为28.51 m~2/g,孔容为0.061 38 cm~3/g,且主要由Ca O、Zn O及Al2O33种晶体组成。     

填料塔中酯交换合成碳酸二甲酯工艺研究

以甲醇和碳酸丙烯酯为原料,研究了在填料塔中通过酯交换反应合成碳酸二甲酯的工艺,考察了原料配比、催化剂种类和用量、回流比等因素对碳酸二甲酯产率的影响。结果表明,较好的反应条件为甲醇和碳酸丙烯酯摩尔比为5∶1,加入催化剂NaOH的量为原料总质量的2%,在70℃时反应1 h,回流比为5,DMC产率可达43.6%;产物分离阶段,以正己烷为共沸剂,共沸精馏分离了甲醇和碳酸二甲酯共沸物,当正己烷用量为甲醇体积的350%、回流比为5时,DMC分离纯度高达95.78%。     

Na/SiO2新型固体碱催化制备生物柴油的研究

以NaOH、正硅酸乙酯和乙醇为原料,经溶胶-凝胶法制备新型固体碱催化剂（Na/SiO₂）,用于催化大豆油与甲醇的酯交换反应制备生物柴油,研究催化剂焙烧温度、n(NaOH)∶n(SiO₂)、n(甲醇)∶n(大豆油)、催化剂用量和反应时间对产率的影响以及催化剂的稳定性。结果表明,固体碱催化剂Na/SiO₂在大豆油与甲醇的酯交换反应中具有较高的催化活性,在催化剂焙烧温度600 ℃、n(NaOH)∶n(SiO₂)=2∶1、n(甲醇)∶n(大豆油)=15∶1、催化剂用量为大豆油质量的7%和反应时间3 h的条件下,脂肪酸甲酯产率可达97.42%,催化剂在稳定性试验中呈现出优良的稳定性。     

改性羟基磷灰石催化剂上酯交换合成碳酸二甲酯

采用水热法制备了羟基磷灰石(HAp),用等体积浸渍法制备了系列碱盐改性的羟基磷灰石催化剂,在甲醇和碳酸丙烯酯(PC)酯交换合成碳酸二甲酯(DMC)反应中,K2CO3/HAp的催化活性最高。研究表明,该催化剂优化的制备条件是负载量为2mmol/g,焙烧温度为500℃,在催化剂用量为3%,n(PC):n(Me OH)=8.5,反应温度110℃,反应时间2.5h的条件下,DMC收率为60.42%,选择性为93.46%。而且,该催化剂易于分离,重复使用效果较好。对不同负载量、不同焙烧温度下制备的K2CO3/HAp进行了XRD分析,发现存在KHAp和Ca CO3晶相。     

CaO/La2O3固体碱催化剂制备及其催化大豆油酯交换反应性能

采用共沉淀法制备了氧化钙/三氧化二镧（CaO/La2O3）固体碱催化剂,并将其应用于大豆油与甲醇进行的酯交换反应。XRD表征结果表明,活性组分在三氧化二镧上高度分散,且钙与镧之间有较强的协同作用。催化剂适宜的制备条件：钙与镧物质的量比为2∶1,焙烧温度为750 ℃,焙烧时间为3 h。在醇与油物质的量比为13∶1、催化剂质量占大豆油质量的4%、反应时间为4 h条件下,制备的氧化钙/三氧化二镧固体碱催化剂催化大豆油和甲醇进行的酯交换反应制备生物柴油的产率达到90%以上。     

碳酸乙烯酯与甲醇酯交换反应合成碳酸二甲酯研究

对碳酸乙烯酯(EC)和甲醇酯交换反应进行研究,通过间歇法筛选出甲醇钠作为催化剂时反应效果最佳,在此催化剂基础上进行连续精馏反应,对影响连续精馏反应的温度、空速和催化剂用量等进行了工艺条件优化,得到在釜底温度80℃,EC与甲醇摩尔比为1∶13,催化剂用量0.3%,回流比(L/D)为3∶1,空速1.94 h^-1,提馏段上部进料时,塔底EC转化率达98.7%,乙二醇(EG)选择性达99.9%,塔顶碳酸二甲酯(DMC)含量达28.2%,DMC选择性达99.9%,反应效果较好,为工业化应用提供基础。     

SO42-/TiO2催化纤维素水解制乙酰丙酸的研究

用沉淀-浸渍法制备了SO42-/TiO2固体酸催化剂,研究了不同制备条件如浸渍硫酸浓度、浸渍时间和焙烧温度对固体酸催化活性的影响.以SO42-/TiO2为催化剂催化纤维素水解制得乙酰丙酸,并探讨了反应温度、反应时间、催化剂投加量、固液比诸因素对产率的影响.实验表明反应温度220℃、时间15 min、催化剂投加量为m(纤维素)∶m(催化剂)=2∶1、固液比为1∶15时为较优的工艺条件,乙酰丙酸产率为25.51%.     

甲醇钠催化蓖麻油制备生物柴油研究

研究了以甲醇钠为催化剂,蓖麻油与甲醇进行酯交换反应制取生物柴油的反应条件对产率的影响,通过正交试验得出酯交换反应的最优工艺条件为:反应时间为2 h,反应温度60℃,醇油摩尔比为7∶1,催化剂甲醇钠用量为油重1.1%,生物柴油在此条件的的产率达到90%以上。此工艺具有流程简单,催化剂活性高,成本低的优点。     

ZnO-TiO_2复合催化剂上尿素与甲醇合成碳酸二甲酯

考察了摩尔比不同、煅烧温度不同的ZnO-TiO2复合催化剂对尿素醇解合成碳酸二甲酯的催化活性。讨论了催化剂用量、反应时间、反应温度和原料配比等因素对合成碳酸二甲酯(DMC)收率的影响。实验结果表明ZnO-TiO2复合催化剂上最佳反应条件为:催化剂用量为反应体系总质量的1%,反应时间为4 h,反应温度为160℃,甲醇和尿素的摩尔比为14。碳酸二甲酯(DMC)的最高收率为19.2%。     

氧化石墨烯负载吡啶基碱性离子液体催化合成碳酸二甲酯的研究

以氧化石墨烯(GO)为载体,采用缩合与阴离子交换2步反应制备负载吡啶基碱性离子液体催化剂GO-[SPy]OH。通过FT-IR、TGA、XPS等手段对催化剂组成和结构进行表征,并考察了催化剂质量、醇酯摩尔比、反应时间、反应温度等工艺参数对酯交换合成碳酸二甲酯(DMC)反应的影响。结果表明,在催化剂质量为0.05 g、反应温度为90℃、甲醇/碳酸乙烯酯摩尔比为12∶1、反应时间为3 h的优化条件下,DMC的收率达到92%,选择性为100%。催化剂重复使用4次后仍能保持良好的催化活性。     

原位还原Cu/ZnO催化剂上CO_2加氢合成甲醇反应研究

采用室温固相研磨法制备原位还原Cu/ZnO催化剂,并将其用于CO_2加氢合成甲醇反应。利用XRD、BET、TG-DTG等手段对催化剂性能进行了表征,利用高压固定床反应装置对催化剂活性进行了评价,考察了甲酸用量、焙烧温度及升温速率等条件对催化剂性能的影响。结果表明,室温固相研磨得到的前驱体在N_2中焙烧,前驱体氧化分解和还原活化一步完成,无需外加H_2还原,直接制得了原位还原Cu/ZnO催化剂。随甲酸用量、焙烧温度、升温速率增加,催化活性呈现先增加后减小趋势。Cu/Zn摩尔比为1∶1和HCOOH/(Cu+Zn)摩尔比11∶1,前驱体于N_2中焙烧温度573 K和升温速率3 K/min时,制得的原位还原Cu/ZnO催化剂在CO_2加氢合成甲醇反应中呈现最佳活性,CO_2转化率和甲醇产率分别达到了33.44%和28.17%。与空气中焙烧再外加5%H_2还原的Cu/ZnO催化剂相比,原位还原Cu/ZnO催化剂比表面积较高,Cu~0粒径较小,催化活性较高。     

KF/MgO催化甘油和碳酸二甲酯酯交换合成甘油碳酸酯

采用浸渍法制备KF/MgCO₃前体,经高温焙烧后获得了一系列KF/MgO固体碱催化剂,用于催化碳酸二甲酯（DMC）和甘油（GL）酯交换反应合成甘油碳酸酯（GC）。系统考察了KF负载量和焙烧温度对催化剂活性的影响,并通过X射线衍射、N₂吸脱附等温线、扫描电子显微镜和哈米特酸碱滴定等一系列技术对催化剂的结构性能进行了表征。结果表明,当KF负载量为20%（质量分数）时,经550℃焙烧所获得的20%KF/MgO-550催化剂活性最高。经过反应工艺条件的优化,当催化剂与甘油的相对质量分数为2%,DMC与GL的摩尔比为3∶1,75℃条件下反应1.5h后,GC收率可以达到96.8%。当20%KF/MgO-550催化剂重复使用3次之后,GC的收率由96.8%降低到67.3%,经再生处理后20%KF/MgO-550的催化活性可以恢复并且表现出更优异的稳定性。     

酸化膨润土催化合成丁二酸二丁酯

以酸化膨润土(SO42-/Bentonite)固体酸为催化剂、丁二酸和正丁醇为原料合成丁二酸二丁酯。考察了焙烧温度对催化剂活性的影响,实验结果表明,120℃下焙烧催化剂活性最好;考察了反应温度、原料配比、催化剂用量和反应时间等因素对酯化反应的影响,得到了较佳酯化反应工艺条件:正丁醇与丁二酸摩尔比为3.5∶1、SO42-/Bentonite质量分数为1.0%、≤130℃、反应3 h,丁二酸的转化率为98.5%。催化剂重复使用9次后,丁二酸的转化率仍可达97.1%。     

甲醇羰基合成碳酸二甲酯的气相连续性工艺

对甲醇氧化羰基化法合成碳酸二甲酯(DMC)的釜式反应过程,进行了原料气的气相连续性工艺研究.实验结果表明,在CO/O2的物质的量比为2∶1,流量分别为200和400 mL/min,反应压力为2.8 MPa,反应温度为95 ℃,反应时间为6 h条件下,当铜基催化剂浓度为0.25 g/mL时,甲醇转化率为46.8%以上,DMC选择性达到93.1%;当铜基催化剂浓度为0.32 g/mL,甲醇转化率达到54.7%,DMC选择性达到93.1%.