疏水双功能介孔固体酸的合成及其在乙酸乙酯酯化反应中的应用

通过水热合成法一步合成了具有不同疏水基团－CH₃ 、－(CH₃)₂ 和－(CH₃)₃的双功能介孔固体酸SBA-15-SO₃H－(CH₃)_x催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、N₂吸脱附、元素分析等方法对催化剂进行了表征,并在乙酸乙酯酯化反应中进行催化性能评价。结果表明,随着疏水前驱体中甲基数的增加,样品的疏水性增强。SBA-15-SO₃H-(CH₃)_x催化剂的催化活性随着疏水性的增强而提高,而具有较强疏水性的材料SBA-15-SO₃H-(CH₃)₃在反应中具有较高的催化性能。以SBA-15-SO₃H-(CH₃)₃为催化剂,酯化反应的最优条件为：温度为120℃,乙酸与乙醇摩尔比为4∶1,催化剂质量分数为1 %,反应时间为1h。在此条件下,乙醇的转化率和乙酸乙酯的选择性分别为93%和100%。     

固载化ZnCl2催化合成3-甲基-3-丁烯-1-醇

采用碾磨-活化法制备了SiO₂-ZnCl₂(Silzic)催化剂,并将其用于异丁烯与甲醛Prins缩合合成3-甲基-3-丁烯-1-醇(MBOH)。系统研究了温度、物料比、时间和催化剂的组成及用量对该反应的影响。结果表明,在不同的条件下,甲醛都保持着99%以上的高转化率;然而,不同的条件对MBOH的选择性和收率的影响程度不同,其中,反应温度、催化剂的酸量是影响该反应的关键因素;物料比和反应时间对MBOH的选择性和收率的影响相对较小。实验得到最佳的反应条件为,反应温度210 ℃、二氧六环8 g、三聚甲醛1.5 g、n(异丁烯)/n(三聚甲醛)=7:1、30 mg 1 mmol/g Silzic 和反应时间2 h,在此条件下MBOH的选择性和收率可分别达到93.8%和93.4%。当催化剂循环使用五次时,MBOH的收率降为85.2%,表明该催化剂具有一定的重复使用性。     

Mn/ Re/Cu体系催化剂催化甲醇一步合成二甲氧基甲烷的研究

以ReO_x/CuO为催化剂,将甲醇选择性氧化一步合成二甲氧基甲烷（DMM）。考察了不同催化剂、反应温度以及Mn作为助剂对反应的影响。并利用XRD、程序升温脱附(NH₃-TPD)和程序升温还原(H₂-TPR)等手段对该催化剂进行了表征。结果表明,在一定的温度范围内,较高的反应温度有利于提高甲醇的转化率和DMM选择性;少量的Mn（2%）作为结构型助剂加入催化剂,通过改善催化剂表面分散度以及酸碱性,可以提高甲醇的转化率以及DMM的选择性;在非临氧条件下,催化剂表面的晶格氧可以参与反应,将甲醇氧化并最终得到DMM。     

氨基修饰的金属有机框架Cu_3(BTC)_2的制备及其CO_2吸附性能研究

首先制备了嫁接氨基的均苯三甲酸,同时以其为原料通过溶剂热法合成了金属有机框架材料Cu_3(NH_2BTC)_2,利用XRD、N_2吸附-脱附、热重、红外、原位红外分析等表征手段对吸附剂进行了表征,并通过固定床测量穿透曲线的方法研究其CO_2吸附性能。结果表明,氨基被成功引入Cu_3(BTC)_2骨架中。氨基修饰的Cu_3(BTC)_2对CO_2有着较高的吸附容量,在10 kPa,50℃的条件下CO_2吸附量为1.41 mmol/g,这源于材料对于CO_2同时存在着物理吸附和化学吸附。     

MgO/Al2O3吸附剂对CO2动态吸附性能的研究

以γ- Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制取MgO/Al₂O₃吸附剂,利用BET、XRD等表征手段对吸附剂进行表征;并通过固定床测量穿透曲线的方法研究其对CO2动态吸附性能的影响,考察了MgO负载量、吸附温度、气体流量等因素对吸附剂吸附CO₂性能的影响,同时还通过多次吸脱附实验考察MgO/Al₂O₃吸附剂的稳定性和再生能力。结果表明,MgO负载量为10%的吸附剂,吸附温度在50℃左右,流量为45mL/min动态吸附量最大;经数次循环后材料的结构性质和吸附性能未见明显变化,可再生性能比较优异,是一种潜在的可工业化应用的CO₂吸附剂。     

过渡金属改性Mg-Al基固体碱催化剂上碳酸丙烯酯与甲醇合成碳酸二甲酯的研究

以共沉淀法制备了一系列不同价态过渡金属(Fe、Cu、Zr)改性的Mg-Al固体碱催化剂,考察了其对于甲醇与碳酸丙烯酯(PC)酯交换合成碳酸二甲酯的反应性能。采用XRD、N₂吸附-脱附、FT-IR、XPS、CO₂-TPD等手段对催化剂的物理化学性质进行了表征。结果表明,催化剂的碱强度、碱密度是影响催化活性的主要因素,不同价态过渡金属的加入可以调控Mg-Al固体催化剂的碱性。在考察的催化剂中,FeMgAl催化剂具有最高的表面碱密度,因此,表现出最好的催化性能。在温度为65℃、时间为4 h、甲醇与PC物质的量比为10∶1、催化剂用量为4%的反应条件下,PC转化率可达66.2%。     

二次嫁接法制备氨基修饰的硅基二氧化碳吸附剂

采用二次嫁接法制备了一系列氨基修饰的SBA-15二氧化碳(CO₂)吸附剂,利用XRD、BET、热重、元素分析、电镜、红外等表征手段对吸附剂进行了表征,并通过固定床测量穿透曲线的方法研究了其CO₂吸附性能,分别考察了不同制备途径和不同有机胺类型等因素对吸附剂结构以及其CO₂吸附性能的影响,同时,还通过多次吸脱附实验考察了吸附剂循环吸脱附的稳定性。结果表明,超声法所制备的聚乙烯亚胺(PEI)嫁接的吸附剂具有最优的CO₂吸附性能,在CO₂分压为10 kPa,反应温度为25 ℃时,吸附量达到1.72 mmol/g;进行多次循环吸脱附实验后,吸附量未见明显降低,表明吸附剂具有稳定的循环吸附性能。     

介孔载体嫁接的Schiff碱铬配合物催化氧化苯甲醇合成苯甲醛

将Cr(salen)配合物分别嫁接于介孔SiO2,MCM-41和SBA-15上制备成非均相Schiff碱铬配合物,并用FT-IR,UV-Vis,XRD,N2吸附和元素分析等对非均相铬配合物进行了表征.以30%的H2O2为氧化剂,以非均相铬配合物为催化剂,在无有机溶剂、相转移催化剂和添加剂的条件下,研究了选择性催化氧化苯甲醇合成苯甲醛的反应.结果表明,非均相铬配合物都表现出较好的催化性能.选择不同的介孔载体对非均相铬配合物的催化性能有较大的影响,Cr(salen)/MCM-41配合物显示有最好的催化性能;在优化的反应条件下,苯甲醇转化率可达52.5%,苯甲醛选择性为100%,且该非均相铬配合物重复使用4次后仍保持较好的催化性能.