纳米金属粉及Fe2O3对高氯酸铵热分解的催化性能研究

用热分析法研究了纳米金属粉(Ni,Cu和Al)以及纳米Fe2O3对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能.结果表明,质量分数为5%的纳米镍粉、铜粉和铝粉可以明显降低AP的高温分解温度,显示出对AP高温分解反应很好的催化活性;纳米铜粉对AP的低温分解也有很好的催化作用,而纳米镍粉和铝粉却表现出对AP低温分解反应具有一定的阻碍作用.微米级金属粉对AP高温分解反应的催化作用明显小于纳米金属粉.纳米Fe2O3对高氯酸铵的高温分解具有很好的催化效果,并且其催化效果明显优于微米Fe2O3.纳米Fe2O3与AP进行复合处理,可以提高纳米Fe2O3粒子对AP的催化性能.     

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.     

高温铜渣催化木屑水蒸气气化的实验研究

利用高温铜渣的显热作为外热源,进行铜渣催化木屑水蒸气气化的实验研究,通过XRD分析催化反应前后铜渣的物相组成,结合催化气化后产气特性分析,推断铜渣的催化活性组分,测定气化反应前后铜渣的温度,计算铜渣的显热量和余热利用率. 结果表明,催化气化后铜渣出现Fe2O3特征峰,煅烧渣的Fe2O3和Fe3O4特征峰减少且强度减弱. 催化后H2含量明显增加,CH4和C2H4含量明显降低. 由此推断铜渣的催化活性组分为Fe2O3和Fe3O4,其含量越高,铜渣催化效果越好. 气化温度(720~950℃)范围内铜渣温度降低130~240℃,可回收利用的显热量为151.89~237.48 kJ/kg,余热利用率达18.49%~22.63%.     

Co_(0.5)PW/MCM-41在酰化反应中的催化性能

将金属阳离子改性的磷钨酸盐(Co0.5PW,Cs2.5PW)负载到MCM-41介孔分子筛上,制备了负载型磷钨酸(盐)催化剂(Co0.5PW/M,Cs2.5PW/M,PW/M),考察其在苯甲醚与乙酸酐的Friedel-Crafts酰化反应中的催化活性;同时对催化剂样品进行XRD、N2吸-脱附测试、TG-DSC、IR、NH3-TPD等表征分析,对比研究杂多酸(盐)与载体之间的相互作用对催化剂活性影响。结果表明:磷钨酸盐(Co0.5PW和Cs2.5PW)用于苯甲醚的Friedel-Crafts酰化反应时,催化活性低于纯PW;其中,Cs2.5PW的活性高于Co0.5PW。将磷钨酸(盐)负载到MCM-41介孔分子筛后,PW/M的催化活性低于纯PW;Co0.5PW/M与Co0.5PW相比,催化活性显著提高,且高于PW/M;这是由于Co0.5PW较好地分散到载体上,且其与载体间的相互作用增加了酸中心数目,有效提高了催化活性。而Cs2.5PW/M几乎没有催化活性;这是由于Cs2.5PW与载体发生相互作用使Keggin结构发生畸变,酸强度显著减弱、酸中心数目显著减少所致。     

二茂铁酰化反应研究

以二茂铁为起始原料,分别与乙酸酐、酰氯、氯乙酰氯,在质子酸或Lew is酸作用下发生Friedel-Crafts酰基化反应生成乙酰基二茂铁,二乙酰基二茂铁,氯乙酰基二茂铁(2 a~2 c),在制备的过程中我们对(2 a~2 c)合成工艺进行优化,以68.9%~98.6%的收率得到三种常见的酰化产物,与文献相比收率都有所提高。     

固体酸催化剂MxOy-ZrO2-Al2O3催化果糖分解制备5-羟甲基糠醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备了MxOy-ZrO2-Al2O3固体酸催化剂,通过催化果糖分解制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)的反应对催化剂的催化性能进行评估.结果表明,相对于其他MxOy-ZrO2-Al2O3催化剂,La2O3-ZrO2-Al2O3具有更高的催化活性.在其催化作用下,于120℃与二甲基亚砜溶液反应75 min,5-HMF的收率高达74.91％,生成5-HMF的选择性为77.71％.研究发现La2O3-ZrO2-Al2O3的晶体结构对催化活性有着显著影响,随着催化剂由高结晶结构向无定形转变时,其催化活性出现大幅度减弱.此外,La2O3-ZrO2-Al2O3还具有优异回收性能,重复使用2次后其催化活性几乎保持不变.     

Co改性多级孔Hβ分子筛的酰化反应工艺研究

以碱处理的多级孔Hβ分子筛为载体,采用浸渍法制备出Co改性多级孔Hβ分子筛。通过XRD,BET和Py-FTIR等表征手段对催化剂进行分析,可知改性后的催化剂仍是BEA晶体结构,且是具有微介孔结构的多级孔分子筛。Co的负载同时增加了L酸量和B酸量,提升了催化活性。以苯甲醚与乙酸酐酰化反应为探针,探究Co改性多级孔Hβ分子筛的酰化反应催化效果。结果表明:在Co负载量为5%,反应温度为120℃,催化剂用量2 g,反应物摩尔比为1.5时,催化剂酰化反应效果最佳,此时乙酸酐转化率93.61%,选择性97.52%。     

乙酸异丙酯合成中固体酸催化作用的研究

研究了几种强酸性阳离子交换树脂、SO4 2 - / Ti O2 、SO4 2 - / Fe2 O3、SO4 2 - / Zr O2 等固体酸对异丙醇与乙酸酯化反应的催化作用 ,研究表明负载了微量稀土元素后的大孔网络型树脂 GD0 0 1有较好的催化性能 ,运行 16 0h后仍具有很好的稳定性和寿命     

超分子结构[Co(C_2O_4)_3]~(3-)插层镁铝水滑石的组成及热稳定性

以Mg0.67Al0.33(OH)2(NO3-)0.33-0.61H2O水滑石为前驱体,用离子交换法将三草酸合钴酸根([Co(C2O4)3]3-插入到层状双金属氢氧化物(layered doublehydroxides,LDHs)层间,用X射线衍射谱、Fourier变换红外光谱、热重-差热分析和电感偶合等离了体发射光谱等对样品进行表征.结果表明:[Co(C2O4)3]3-可取代层间的NO3-组装得到晶体结构良好的[Co(C2O4)3]3--LDHs.[Co(C2O4)3]3--LDHs的层间距为1.008 nm;通过与半经验PM3分子轨道法优化计算得到的[Co(C2O4)3]3-三维尺寸进行比较,推测客体[Co(C2O4)3]3-是沿短轴垂直于层板的方式单层交替排布于层间,与主体层板通过氢键与静电作用形成超分子结构,增加了[Co(C2O4)3]3-的稳定性.     

负载型蒙脱土(Fe_2O_3/H-MMT)催化合成聚四氢呋喃

研究了蒙脱土(MMT)负载硝酸铁制备的固体酸催化剂(Fe2O3/H-MMT)在四氢呋喃(THF)开环聚合中的催化性能。考察了催化剂的制备条件和乙酸酐用量对催化活性和聚四氢呋喃(PTHF)粘均相对分子质量的影响。结果表明,在酸化处理用酸浓度为3.00 mo.lL-1,Fe2O3负载量为18%(质量分数),焙烧温度为400℃下制备的催化剂,反应5 h,催化活性为1.17 g.g-1Cat.h-1。催化活性随乙酸酐用量的增加而增大。催化剂的制备条件对PTHF的相对分子质量影响不大,受乙酸酐用量的影响。     

层状铌基复合氧化物固体酸及其醋酸正丁醇酯化的催化活性

采用固相法合成出具有典型层状结构的LiNbMoO<,6>、LiNbWO<,6>和KTiNbO<,5>,并通过离子交换法获得HNbMoO<,6>、HNbWO<,6>和HTiNbO<,5>.采用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、NH<,3>程序升溢热脱附(NH<,3>-TPD)等技术对其进行表征.通过醋酸与正...     

CPS微球固载的TEMPO的制备及其对分子氧氧化醇的催化性能

以交联聚苯乙烯(CPS)微球为载体,通过Friedel-Crafts酰基化反应和亲核取代反应化学固载2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO),制备了非均相催化剂微球TEMPO/CPS,对其化学结构和形貌进行了表征;考察了主要因素对氯丁酰氯(CBC)与CPS微球Friedel-Crafts酰基化反应的影响,优化了反应条件;将微球与Fe(NO3)3构成共催化剂,用于肉桂醇和1-苯乙醇的分子氧催化氧化. 结果表明,CBC与CPS微球的Friedel-Crafts酰基化反应最适宜的Lewis酸催化剂为AlCl3,最适宜的溶剂为氯仿,反应过程中发生附加交联反应,影响微球强度,适宜的反应温度为75℃,时间为5 h,该条件下制备了TEMPO固载量为1.78 mmol/g的TEMPO/CPS微球. 其与助催化剂Fe(NO3)3构成的共催化剂具有高催化活性,可在75℃、常压氧气条件下反应24 h将1-苯乙醇氧化为苯乙酮,1-苯乙醇转化率为88%,也能有效将肉桂醇氧化为肉桂醛.     

中孔分子筛催化2-甲氧基萘的酰基化反应的研究

制备了MCM - 41、SO2 -4 MCM 41和BO3-3 MCM 413种中孔分子筛催化剂 ,并采用XRD、FT -IR及Hammett指示剂法对其结构及酸强度进行了表征。将其用于催化 2 甲氧基萘的傅 -克酰基化反应 ,结果证明 ,BO3-3 MCM 41的催化效果最佳。在w(BO3-3 MCM 41)∶w(2 甲氧基萘 ) =1 0∶1 6,n(2 甲氧基萘 )∶n(乙酰氯 ) =1∶8,反应温度 5 6～ 5 8℃ ,反应时间 2 4h的较佳工艺条件下 ,2 甲氧基萘转化率≥ 78 3 % ,目标产物选择性≥ 99 7%。     

固体酸催化F-C酰基化反应脱除焦化苯中的噻吩

采用Friedel-Craft反应,乙酸酐作为酰化剂,对焦化苯进行脱硫精制。通过对比MCM-41、HZSM-5和Mont-K10及其负载型催化剂的催化活性,发现未负载型Mont K10具有最高的催化活性,并且随着ZnCl₂负载量的增大,催化活性反而降低。采用FT-IR对固体酸催化乙酰化反应机理进行探讨,发现固体酸表面的L酸是此反应的活性中心,负载ZnCl₂不仅能改变酸位的数量而且能改变酸的强度。通过对反应条件进行优化,转化率可以达到99.4 %。对Mont-K10催化寿命的考察结果表明,经过3次再生还原,催化剂的催化活性仍能恢复,转化率仍在90 %以上,只不过处理量减少为原来的一半。     

高岭土负载ZnCl2催化Friedel-Crafts烷基化反应

以高岭土为原料,经酸化及负载ZnCl2得到固体酸催化剂,采用XRD、NH3 -TPD等测试技术对催化剂进行表征,并考察了其对苯苄基化合成二苯甲烷的催化性能.结果表明,焙烧温度对催化剂的活性有显著的影响,300℃为适宜的焙烧温度,XRD结果显示在此烙烧温度下ZnCl2与高岭土相互作用产生新的晶相,NH3 -TPD的结果表明高岭土负载ZnCl2后表面产生一个新的中等强度的酸中心,并且总酸量显著增加.在苯与氯化苄物质的量比为5∶1,催化剂用量为3wt％,60℃反应3h的最优条件下,二苯甲烷的收率达76.5％.     

铵、银复合掺杂磷钨酸催化合成己二酸二烷基酯

采用离子交换法制备了铵、银复合掺杂磷钨酸催化剂,并将其应用于合成己二酸二辛酯的反应中。采用FTIR、XRD及Hammett指示剂法对催化剂的结构、酸强度与表面酸量进行表征。结果表明,(NH_4)_(0.5)Ag_(0.5)H_2PW_(12)O_(40)(Ⅰ)的催化活性最高,酯化率达到99.8%,高于传统的单一型阳离子掺杂磷钨酸。考察了Ⅰ对合成其他己二酸二烷基酯的催化性能,酯化率均达到99.5%以上。此外,Ⅰ经过4次使用后,酯化率仍然高达98.6%。     

固体酸S_2O_8~(2-)/Fe_2O_3-SiO_2催化制备马来酸二己酯

在铁氧化物中引入硅的氧化物 ,并用S2 O82 -浸渍铁硅复合氧化物 ,制得固体酸催化剂S2 O82 -/Fe2 O3 SiO2 (Ⅰ )。用马来酸酐与正己醇的酯化反应考察了催化剂的活性。通过XRD和TEM分析 ,对催化剂的结构进行了表征。结果表明 ,Ⅰ的最佳制备条件为 :n(Fe)∶n(Si)为 5∶1、70℃陈化 3h ,2 0 0℃焙烧 2h、用 0 2 5mol/L的 (NH4) 2 S2 O8浸渍 3h、在 5 5 0℃下煅烧 6h ;Ⅰ的催化活性比S2 O2 -8/Fe2 O3 和SO2 -4/Fe2 O3 SiO2 更强 ,S2 O2 -8对Fe2 O3 SiO2 的促进作用明显高于SO2 -4;SiO2 的引入提高了催化剂的分散效果 ;有较好的使用重复性 ;它代替硫酸、对甲苯磺酸用于催化马来酸酐和正己醇的酯化反应可得无色透明的酯化产物     

固体超强酸催化剂S_2O_8~(2-)/ZrO_2-M_xO_y(M=Al,Ti,Cr,Mn,Fe)的研究

以ZrOCl2 ·8H2 O、AlCl3、Ti(SO4 ) 2 、CrCl3、MnSO4 、FeCl3为原料 ,通过NH3·H2 O共沉淀、c〔(NH4 ) 2 S2 O8〕 =0 50mol/L浸渍 ,60 0℃焙烧 3 0h制得S2 O82 - /ZrO2 MxOy(M =Al,Ti,Cr,Mn,Fe)系列固体超强酸催化剂 ,用XRD、EBT、流动Hammett指示剂法和化学分析法测定了其晶型结构、比表面积、酸强度和硫含量 ,用乙酸和正丁醇的酯化反应研究了样品的催化活性。结果表明 :S2 O82 - /ZrO2 MxOy中ZrO2 主要以四方晶相 (tetragonalphase)存在 ,MxOy高度分散 ,样品的比表面积 89 0～ 1 1 4 5m2 / g,酸强度H0 <- 1 4 52 ,w(S) =3 1 6 %～ 5 1 2 %。样品对酯化反应表现出较高的催化活性 ,在反应条件为 :0 1 7mol乙酸、0 33mol正丁醇、1 0g催化剂、8 0mL环己烷 (带水剂 ) ,回流温度反应 2 0h ,乙酸的转化率可达 88 5 %～ 97 1 % ,在同样反应条件下 ,没有催化剂时乙酸的转化率仅为 2 9 6 %。催化剂易回收而且能重复使用 ,具有良好的活性稳定性     

对羟基苯乙酮的合成研究

以苯甲醚、乙酰氯为原料,AlCl3为催化剂通过Friedel-Crafts酰基化反应和脱甲基化两步反应得到对羟基苯乙酮。考查了反应时间、反应温度等条件对反应的影响,确定了反应的最佳条件。在最佳工艺条件下对羟基苯乙酮的总收率为65%,经熔点和红外光谱表征与目标化合物的结构一致。     

酮基布洛芬生产工艺研究与改进

分析了酮基布洛芬原生产工艺,重点对甲基化反应和酰化-傅克反应过程进行了研究与改进:以高选择性单甲基化试剂(CH_3O)_2CO代替(CH_3O)_2SO_2,实现了单基化反应;傅克反应过程用苯-SOCl_2共沸带出酰氯物中的SOCl_2,避免了副产物二苯亚砜的生成.工艺改进后,总收率比原有工艺的总收率提高了28.2%以上.