不同基质碳基固体酸催化剂制备及其催化酯化性能

分别以葡萄糖、蔗糖和淀粉为基质,对甲苯磺酸为磺酸基来源,采用一步碳化法制得3种碳基固体酸催化剂。用透射电子显微镜(TEM)、多点BET(Brunauer-Emmett-Teller)法(BET)、X射线衍射法(XRD)、红外光谱、元素分析和热重分析等对催化剂进行了表征,并以新型双子表面活性剂1,4-丁二醇双琥珀酸聚醚(3)正辛基混合双酯磺酸钠合成中的双酯化反应Ⅱ为探针,比较了三者的催化活性及重复性。结果表明:三种催化剂均为层状和片状的无定形碳架结构,葡萄糖基质碳基固体酸催化剂上磺酸基团含量最高,在制备工艺下均有较好的热稳定性;三者重复性均较好,其中葡萄糖基质碳基固体酸催化剂对于探针反应的催化酯化活性最好。     

碳基固体酸催化剂的合成及其催化酯化性能

以桃核壳为原料合成了碳基固体酸催化剂。利用乙醇和乙酸的酯化反应为模型反应,考察了不同碳化温度、磺化温度和磺化时间对催化剂活性的影响。 用TG分析催化剂的热稳定性,用SEM及搭载的能谱分析仪EDS考察了催化剂的外貌特征和表面元素分布。结果表明,在300 ℃碳化和98 ℃磺化4.5 h所得的催化剂活性最高,每克碳基固体酸催化剂负载的磺酸基团为2.1 mmol。在反应时间5 h、反应温度70 ℃、催化剂用量为冰乙酸和乙醇混合物总质量的2%和醇酸物质的量比为1.5∶1时,冰醋酸转化率为70.84%。     

不同碳基磺酸化固体酸的制备及催化性能比较

以常见的碳水化合物葡萄糖、纤维素、蔗糖、医用棉为原料,采用碳化磺化法制备得到四种碳基磺酸化固体酸催化剂。采用傅里叶转换红外光谱（FT-IR）、表面酸量的测定等手段对这四种碳基磺酸化固体酸进行了表征。同时将其用在乙酸乙酯的合成中,比较了其催化效率、稳定性。此外还进行了再生实验。     

基于间苯三酚的磺化碳基固体酸催化剂的制备及其催化油酸甲酯的合成

采用间苯三酚与对苯二甲醛缩聚得到的树脂为碳前驱体,分别以1,4-二氧六环与去离子水为溶剂,以溶剂热和水热法、氯磺酸为磺化试剂制备两种磺化碳基固体酸催化剂。SEM、XPS和TGA等分析表明,以1,4-二氧六环为溶剂合成的TP-A-S催化剂为形貌规整、高酸密度、良好稳定性的球形,并表现出良好的催化性能。将其用于油酸与甲醇的酯化反应,最适宜的条件为:醇油物质的量比10∶1,催化剂用量占原料总质量的2.0%,反应温度70℃,反应时间4h,油酸最高转化率达98.3%。且催化剂循环使用5次后,油酸转化率仍达84.4%。将制备的TP-A-S催化剂用于长链游离脂肪酸与甲醇的酯化反应,转化率高于90%,表现出良好的催化效果。     

绿豆碳基固体酸催化剂的制备及其活性研究

以绿豆为原料,采用碳化-磺化法制备了一种新型碳基固体酸催化剂,对其理化特性进行了表征,并考察了其催化油酸甲酯化活性。研究表明,催化剂中硫元素含量为8.671%,傅里叶红外转换光谱验证了磺酸基功能团的存在。研究表明,较适宜的碳化时间为15 min,碳化温度为350℃,磺酸化时间为1 h,磺酸化温度为80℃。催化剂重复利用5次后及催化活性再生后再重复利用5次,催化转化率依然维持在68%左右。微波可以辅助催化油酸甲酯化反应的进行,微波功率为400 W,温度为65℃时,油酸甲酯化的转化率高达87%左右。总体而言,研究中自制绿豆碳基固体酸催化剂是一种性能稳定、绿色环保的固体酸催化剂,可在微波辅助固体酸法制备生物柴油的工业化生产中推广应用。     

绿豆碳基固体酸催化剂的制备及其活性研究

以绿豆为原料,采用碳化-磺化法制备了一种新型碳基固体酸催化剂,对其理化特性进行了表征,并考察了其催化油酸甲酯化活性。研究表明,催化剂中硫元素含量为8.671%,傅里叶红外转换光谱验证了磺酸基功能团的存在。研究表明,较适宜的碳化时间为15 min,碳化温度为350℃,磺酸化时间为1 h,磺酸化温度为80℃。催化剂重复利用5次后及催化活性再生后再重复利用5次,催化转化率依然维持在68%左右。微波可以辅助催化油酸甲酯化反应的进行,微波功率为400 W,温度为65℃时,油酸甲酯化的转化率高达87%左右。总体而言,研究中自制绿豆碳基固体酸催化剂是一种性能稳定、绿色环保的固体酸催化剂,可在微波辅助固体酸法制备生物柴油的工业化生产中推广应用。     

碳基固体酸催化剂的制备与应用

碳基固体酸是一种新型固体酸催化剂。本文介绍了碳基固体酸催化剂酸量高、催化活性和选择性好、易回收再生使用和对设备腐蚀性小等优点,归纳了碳基固体酸催化剂按普通、多孔和有序中孔等不同结构进行的分类,总结了各类碳基固体酸催化剂的制备方法及其在有机反应中的应用。     

生物质磁性固体酸催化剂的制备、表征及催化合成生物柴油的性能研究

为了寻找一种以生物质废弃物为原料,低成本、高效率、温和地合成固体酸催化剂的方法,以废弃生物质橘子皮为原料,合成了磁性多孔碳质(MPCs)固体酸催化剂。采用XRD、IR和TGA等手段对其进行分析表征,并以油酸和乙醇酯化反应为模型,研究其催化性能。结果表明：在80℃、乙醇与油酸的物质的量比值为20%、催化剂与油酸的质量比值为7%的条件下反应8 h,MPCs-0.4-SO₃H和MPCs-0.6-SO₃H的酯化率分别达到77.9%和70.2%,显著高于商用催化剂Amberlyst-15的酯化率;在含水量为油酸质量的5%以及重复使用3次的酯化率与TOFs值也较Amberlyst-15的高;故实验制得的催化剂在酯化动力学、酯化率、耐水性与热稳定性等方面均优于商用催化剂Amberlyst-15,特别是其优越的磁性易分离特性使得酯化反应更方便、简单。     

碳基固体酸催化剂的制备及催化合成油酸甲酯

以蔗糖和对甲基苯磺酸混合物为原料,采用水热法一步合成了碳基固体酸催化剂,用于催化油酸和甲醇酯化合成油酸甲酯。考察了催化剂用量、原料配比、反应时间及催化剂重复使用性等对酯化率的影响。结果表明,适宜反应条件为:催化剂用量为油酸质量的3.54%,醇酸摩尔比6∶1,反应时间7 h,酯化率可达94.96%。该催化剂尚具有一定的重复使用性。     

炭基固体酸对芳香酸酯化反应的催化性能研究

通过重氮盐还原反应对活性炭进行磺化处理,制备炭基固体酸催化剂(简称炭催化剂),考察了炭催化剂对苯甲酸、苯乙酸、3-苯丙酸等芳香酸与乙醇的酯化反应的催化活性。结果表明,炭催化剂对苯甲酸的催化活性较低,反应10 h的催化效果仅为硫酸催化剂的6%;炭催化剂对苯乙酸、3-苯丙酸催化活性较高,10 h催化效果达到硫酸的89%。     

炭基固体碱催化剂的制备和表征及性能研究

分别以葡萄糖、蔗糖、淀粉为载体,KOH为前驱体,采用一步碳化法制得3种固体碱催化剂。通过IR、XRD、SEM和TG-DSC等手段及Hammett指示剂法对催化剂进行了表征,并以三油酸甘油酯与甲醇酯交换反应为探针反应,比较了三者的催化活性。结果表明,3种催化剂均为无定形碳架结构,具有较好的热稳定性,在焙烧过程中均有K_2CO_3晶相生成。催化剂表面碱量与活性呈正相关性,在相同工艺条件下和KOH催化活性相当。     

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NafionSAC-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。     

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。     

固体酸催化合成邻苯二甲酸二辛酯

介绍了工业邻苯二甲酸二辛酯（DOP）的生产现状，分析了国内生产技术特点与存在问题，综述了采用固体酸催化剂合成DOP的新进展。     

环己酮和甘油在碳基固体酸催化剂上的缩合反应

通过膨化淀粉和对甲基苯磺酸混合物的部分炭化制备碳基固体酸催化剂,用XRD、红外光谱、元素分析和热分析进行了表征,研究了碳基固体酸催化剂在环己酮甘油缩酮合成中的催化性能,考察环己酮与甘油摩尔比、催化剂用量和反应时间等因素的影响。XRD分析和酸碱电位滴定结果表明,膨化淀粉和对甲基苯磺酸混合物部分炭化生成含有高密度-SO3H基团的芳香碳薄层组成的无定形炭。在n（环己酮）∶n（甘油）为1∶1.2、催化剂的质量分数为10%、环己烷15mL和回流反应时间为120min的条件下,环己酮甘油缩酮的收率可达到99.2%。催化剂重复使用6次后,活性下降很小。     

炭基固体酸催化废油脂合成生物柴油动力学研究(英文)

The kinetics of simultaneous transesterification and esterification with a carbon-based solid acid catalyst was studied.Two solid acid catalysts were prepared by the sulfonation of carbonized vegetable oil asphalt and petroleum asphalt.These catalysts were characterized on the basis of elemental analysis,acidity site concentration,the Brunauer-Emmett-Teller(BET)surface area and pore size.The kinetic parameters with the two catalysts were determined,and the reaction system can be described as a pseudo homogeneous catalyzed reaction.All the forward and reverse reactions follow second order kinetics.The calculated concentration values from the kinetic equations are in good agreement with experimental values.