Al促进SO~4^2^-/M~xO~y(M=Zr,Ti, Fe)固体强酸的研究

合成与表征了三个系列的Al促进固体强酸样品,并研究了对甲苯的苯甲酰化反应性能。实验表明,向SO~4^2^-/ZrO~2,SO~4^2^-/TiO~2和SO~4^2^-/Fe~2O~3中引入适量的Al~2O~3,有助于稳定样品表面的含硫物种,增加样品表面的有效酸位,提高样品的强酸性和对甲苯的苯甲酰化的反应活性。NH~3吸附微量热结果表明,Al促进样品的强酸性和催化活性的显著提高是由于样品表面的酸位强度分布发生了变化,有利于正丁烷异构化反应和苯甲酰化反应的中强酸位和强酸位的酸量显著增加。     

S~2O~8^2^-处理的ZrO~2固体超强酸上的正丁烷异构化反应

首次报道了由浸渍过硫酸根的方式制备固体超强酸.讨论了焙烧温度、浸渍浓度以及ZrO_2前驱体沉淀条件对样品性质的影响,并研究了它们对正丁烷异构化反应性能.实验结果表明,600～650℃焙烧、0.25～0.50mol/LS_2O_8~(2-)浸渍反加沉淀的ZrO_2具有最高超强酸性.与相同条件下制备的SO_4~(2-)/ZrO_2相比,S_2O_8~(2-)/ZrO_2上正丁烷250℃异构化活性是SO_4~(2-)/ZrO_2的2倍,可能是由于它具有较多的中强酸位并具有与SO_4~(2-)/ZrO_2不同的活性位结构.     

丝光沸石负载SO~4^2^-/ZrO~2超强酸的研究

制备了一系列丝光沸石(HM)负载SO~4^2^-/ZrO~2(SZ)超强酸催化剂,并研究了它们比表面、孔容、硫含量及超强酸性的变化规律。结果发现,HM在负载SZ后超强酸性显著提高,可以在35℃条件下催化正丁烷异构化反应。吡啶吸附红外结果表明,适量负载SZ可增加HM的Lewis酸量和总酸量,从而使甲苯岐化和邻二甲苯异构化反应等酸催化反应活性显著提高。XRD结果证实,在HM上负载适量SZ不会破坏HM的结构,但负载量过大(>60%,质量分数)则会引起沸石结构的塌毁。     

镓掺杂SO4^2—／ZrO2的制备及其对正丁烷异构化反应的催化性能

通过沉淀、回流和浸渍法制备了镓掺杂的纳米级固体超强酸SO4^2-／Ga2O3／ZrO2，并用X射线衍射、透射电镜、热重、吡啶吸附红外光谱、低温N2-BET及化学分析等技术对SO4^2-／Ga2O3／ZrO2的结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性进行了研究．结果表明，掺杂Ga2O3可以抑制制备过程中ZrO2晶粒长大，有利于抑制高温下催化剂由四方相转变为单斜相．与未掺杂的催化剂相比，Ga2O3的掺杂提高了催化剂表面SO4^2-的分解温度，有利于催化剂表面形成更多的酸中心．SO4^2-／Ga2O3／ZrO2对正丁烷异构化反应显示出优异的催化性能．其中，含3％Ga2O3的样品的活性最高，220℃下其初活性为59．1％；反应1h后，其活性基本保持稳定，稳态转化率大于51％，接近该反应条件下正丁烷的平衡转化率．     

XO~4^2-/ZrO~2固体超强酸催化剂上的正构烷烃反应

本文考察了SO~4^2-/ZrO~2固体超强酸催化剂上正构烷烃的反应及影响催化剂活性和选择性和各种因素。结果表明: 烷烃的骨架异构化和裂解反应在催化剂上同时进行, 烷烃的碳原子数增加, 催化剂活性提高, 裂解反应比例增加, 降低反应温度有利于骨架异构化反应; 同时催化剂的反应性能与含水量关系十分密切, 完全脱水的催化剂活性很低, 少量水的存在有利于提高催化活性, 过量的水又可使催化剂失活。根据催化剂的热重分析、红外光谱和反应数据, 提出低温时正戊烷反应主要在催化剂表面B酸位上进行, 随着反应温度升高和烷烃碳原子数增加, 催化剂表面的L酸位才显示一定的活性。     

TiO2／S2O8^2—固体超强酸催化长叶烯异构化反应

采用TiO2/S2O8^2-固体超强酸催化长叶烯异构化反应,考察了催化剂制备方法及处理催化剂所用的（NH4）2S2O8溶液浓度、催化剂的焙烧温度、用量、反应温度及反应时间等对催化性能的影响,得出最佳反应条件。TiO2/S2O8^2-固体超强酸对长叶烯异构化反应具有很高的催化活性和选择性,主产物为异长叶烯,得率高达约96％。     

XO~4^2-/ZrO~2固体超强酸催化剂上的正构烷烃反应

本文考察了SO~4^2-/ZrO~2固体超强酸催化剂上正构烷烃的反应及影响催化剂活性和选择性和各种因素。结果表明: 烷烃的骨架异构化和裂解反应在催化剂上同时进行, 烷烃的碳原子数增加, 催化剂活性提高, 裂解反应比例增加, 降低反应温度有利于骨架异构化反应; 同时催化剂的反应性能与含水量关系十分密切, 完全脱水的催化剂活性很低, 少量水的存在有利于提高催化活性, 过量的水又可使催化剂失活。根据催化剂的热重分析、红外光谱和反应数据, 提出低温时正戊烷反应主要在催化剂表面B酸位上进行, 随着反应温度升高和烷烃碳原子数增加, 催化剂表面的L酸位才显示一定的活性。     

SO42-/ZrO2-Al2O3催化剂表面酸性质对正丁烷异构化反应性能的影响研究

采用“沉淀-浸渍”法制备一系列不同硫酸负载量的SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂,利用N₂吸附-脱附、Py-FTIR、XRD等手段对催化剂进行表征。在常压、200 ℃、H₂：C₄=2：3和质量空速为3 h^-1的反应条件下,在固定床微型反应评价装置上考察了硫酸负载量对SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化正丁烷异构化反应性能的影响。Py-FTIR结果表明,硫酸化处理为催化剂表面提供了丰富的Brønsted酸性位,其中,强Brønsted酸性位在正丁烷异构化反应中起重要作用,因此,硫酸化处理可显著提高正丁烷异构化活性,而Lewis酸性位与之没有直接关系。     

WO3/ZrO2固体酸催化剂的制备及应用研究进展

1979年,日本科学家Hino等人首先合成出SO4^2-／ZrO2固体超强酸并首次将其用于催化正丁烷异构化反应,发现其具有很好的异构化活性．但因在反应和再生处理过程中SO4^2-容易在H2和空气氛围中转变为H2S和SO2,     

SO_4~(2-)/ZrO_2-TiO_2固体超强酸的制备

用低温陈化和添加稀土添加剂 (硝酸镧 )的方法制备了 SO2 - 4/Zr O2 -Ti O2 固体超强酸 ,用 IR和 XRD对样品进行了表征 .并通过在 3 5℃条件下催化正丁烷异构化反应和流动指示剂法考察了 Zr和 Ti的摩尔比以及稀土添加剂对样品的酸性和催化活性的影响 . IR和 XRD谱图显示 ,该条件下制备的样品具有较多的超强酸位 ,其晶体为 Ti O2 的锐钛矿晶相结构     

The Effect of Sulfate Ion on the Isomerization of n-Butane to iso-Butane

The effect of sulfate ion (SO42-) loading on the properties of Pt/SO42- -ZrO2 and on the catalytic isomerization of n-butane to iso-butane was studied. The catalyst was prepared by impregnation of Zr(OH)4 with H2SO4 and platinum solution followed by calcination at 600℃. Ammonia TPD and FT-IR were used to confirm the distribution of acid sites and the structure of the sulfate species. Nitrogen physisorption and X-ray diffraction were used to confirm the physical structures of Pt/SO42--ZrO2. XRD pattern showed that the presence of sulfate ion stabilized the metastable tetragonal phase of zirconia and hindered the transition of amorphous phase to monoclinic phase of zirconia. Ammonia TPD profiles indicated the distributions of weak and medium acid sites observed on 0.1 N and 1.0 N sulfate in the loaded catalysts. The addition of 2.0 N and 4.0 N sulfate ion generated strong acid site and decreased the weak and medium acid sites. However, the XRD results and the specific surface area of the catalysts indicated that the excessive amount of sulfate ion collapsed the structure of the catalyst. The catalysts showed high activity and stability for isomerization of n-butane to iso-butane at 200℃under hydrogen atmosphere. The conversion of n-butane to iso-butane per specific surface area of the catalyst increased with the increasing amount of sulfate ion owing to the existence of the bidentate sulfate and/or polynucleic sulfate species ((ZrO)2SO2), which acts as an active site for the isomerization.     

氧化锆层柱磷酸锆的制备及性能

考察了不同制备因素对形成氧化锆层柱磷酸锆的影响,发现适中的锆离子浓度,较低的反应温度及较长的反应时间有利于形成稳定的氧化锆层柱磷酸锆。样品经250℃焙烧后形成较为规整的层柱结构,氧化锆柱与层板间以P-O-Zr键相连,比表面为107～183m^2/g,孔径较集中地为2.5nm。层柱样品表面只存在L酸位,无B酸位。对异丙醇脱水反应和苯甲醛还原反应有较好的反应活性,其比活性优于纯的氧化锆,表明它具有良好的酸催化和酸碱双功能催化作用。     

制备条件对Ni/ZrO2-SiO2催化剂煤气甲烷化的影响

采用浸渍法制备了ZrO₂-SiO₂复合载体和Ni质量分数为6%的Ni/ZrO₂-SiO₂催化剂,考察了载体制备时浸渍溶液pH值、焙烧温度和催化剂制备时的焙烧温度对Ni/ZrO₂-SiO₂催化剂煤气甲烷化反应性能的影响。采用X射线衍射、程序升温还原和扫描电子显微镜等方法对催化剂进行了表征。结果表明,载体浸渍溶液pH值为8.0～9.0, 载体焙烧温度为550 ℃,催化剂焙烧温度为450 ℃时,Ni/ZrO₂-SiO₂催化剂在煤气甲烷化反应中显示了最优的催化性能,CO转化率100%,CO₂转化率1.8%,CH₄生成速率16.6 mmol/(h·g)。进一步表征发现,制备ZrO₂-SiO₂复合载体时,增大浸渍溶液的pH值有利于形成粒径较小的亚稳态四方晶相ZrO₂,可见四方晶相ZrO₂更有利于甲烷化反应;载体焙烧温度会影响到NiO粒径的大小和其在催化剂表面的分散,温度过高和过低都会导致NiO粒径大小的不适宜以及分散性的降低;催化剂焙烧温度过高则会导致NiO与载体间的相互作用减弱,NiO分散性降低。     

固体酸催化剂S_2O_8~(2-)/TiO_2-ZrO_2合成马来酸二辛酯

马来酸二辛酯是合成琥珀酸二辛酯磺酸钠的主要中间体 ,琥珀酸二辛酯磺酸钠因具有特别强的渗透力、分散性和良好的乳化性而广泛用于印染、制革、涂料、石油钻探等行业 [1 ] 。目前工业上生产马来酸二辛酯大多数用污染和腐蚀性严重的 H2 SO4 作催化剂 ,副反应多 ,并产生有毒的硫酸酯 ,用固体酸代替液体无机酸作为催化剂可避免以上缺点 ,而且具有酸强度高 ,对水稳定 ,制备过程简单等优点 [2 ,3] 。为此人们对其进行了大量的研究。前人曾对 WO3/Zr O2 、Mo O3/Zr O2 体系进行了研究 [4～ 7] ,发现用 SO2 - 4浸渍时促进作用最佳 ,寻找更多…     

载体表面性质对Cu/ZrO2催化剂CO加氢反应行为的影响

用XRD、LRS、NH₃-TPD、CO₂-TPD和CO-FTIR等表征手段考察了不同温度焙烧的氧化锆表面性质的差别,特别是表面酸碱性的差异对Cu/ZrO₂催化剂CO加氢反应行为的影响。结果表明,不同温度焙烧的氧化锆表面酸碱性具有较大的差异,其中以450℃焙烧的氧化锆具有较高的表面碱性和最低酸性。这些表面性质的差异对于Cu/ZrO₂催化剂的CO吸附行为产生较大的影响,进而影响CO的加氢反应活性。以450℃焙烧的氧化锆为载体时,Cu/ZrO₂催化剂具有较好的反应活性。     

焙烧温度对微乳液法负载铂制备的Pt-S2O82-/ZrO2-Al2O3催化剂异构化性能的影响

过微乳液法负载Pt制备了Pt-S₂O₈^2-/ZrO₂-Al₂O₃(Pt-SZA-X) 催化剂,并采用XRD、BET、FT-IR、TPR、TEM等手段对催化剂进行了表征。以正戊烷异构化反应为探针,考察了焙烧温度对催化剂异构化性能的影响。结果表明,焙烧温度对Pt-SZA-X的还原温度影响不大,但催化剂表面S含量随着焙烧温度的升高而下降;焙烧温度为600~650℃时形成O=S=O结构,此时S与催化剂载体结合比较稳定;焙烧温度为650℃时,可得到单一的ZrO₂四方晶相,焙烧温度高于650℃时,比表面积迅速降低,催化剂表面S⁶⁺流失严重。在不同温度下焙烧得到的催化剂中,经650℃焙烧的催化剂具有适宜的超强酸位和比表面积,异构化活性最高。在反应温度为230℃、反应压力2.0 MPa、氢烃物质的量比4:1、质量空速1.0 h^-1时,催化异戊烷产率达到60.8%。     

Sulfated nanozirconia: an investigation on acid-base properties and n-butane isomerization activity

Hydrated zirconia was synthesized by an organo-inorganic route employing surfactant and was sulfated using aqueous ammonium persulfate, followed by drying at 110 degrees C. The sample thus obtained was calcined at 600 degrees C to obtain sulfated zirconia and was characterized by several physicochemical methods. Crystallite sizes of sulfated zirconia were calculated from X-ray line broadening using the Debye-Scherer equation and were found to be in the range of 25 nm. When pretreated in air, the catalyst was found to exhibit butane isomerization activity at a temperature as low as 35 degrees C under atmospheric pressure. It showed conversion as high as 37% at 100 degrees C under normal pressure when pretreated in air, whereas nitrogen-pretreated catalyst showed zero activity under similar conditions. NH(3) and CO(2) temperature-programmed desorption studies on air- and helium-pretreated samples indicated that the catalyst surface changes appreciably during air pretreatment. Results on butane isomerization in conjunction with TPD studies suggest that zirconium-oxy sites play an important role in butane activation during the reaction.     

碱土金属对ZrO2-Al2O3及其负载Pd-Rh密偶催化剂的影响

采用胶溶法制备了一系列碱土金属改性的ZrO₂-Al₂O₃, 并以其为载体采用等体积浸渍法制备了Pd-Rh密偶催化剂. 采用低温N₂吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)对载体样品进行了表征. 结果表明, 碱土金属的添加增大了ZrO₂-Al₂O₃的比表面积, Sr-Zr-Al样品经1000 °C焙烧5 h后具有最大的比表面积, 为164 m²·g^-1. 对催化剂进行了H₂程序升温还原(H₂-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)和活性表征, 考察了催化剂对C₃H₈的转化活性. 测试结果表明, 添加碱土金属能有效提高催化剂上丙烷的转化活性.