硫酸化剂和制备方法对锆基固体酸催化剂的结构和性能的影响

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固体酸催化剂的制备

固体酸催化剂的制备

图2 硫酸浸渍浓度对硫含量的影响 产生这种现象的原因可能是因为S6+在固体酸活性中起着很 大的作用,S6+含量的多少决定固体酸的酸性,即决定了固体酸 的 催 化 效 能 。 而S6+ 含 量 取 决 于 浸 渍S O 4 2-浓 度 , 浸 渍 液 浓 度 低 则 与 氧 化 物 结 合 的S O 42-少 , 酸 活 性 中 心 少 , 导 致 催 化 性 能 差 ; 浓 度过高则表面金属氧化物会溶解成硫酸盐使催化剂比表面微孔 体积减少而影响催化剂活性。 2.3 粉/铁/锆比例对硫含量的影响 一些研究者在单一组分的基础上为改进催化剂的性能,找 到最佳酸中心强度优化催化性能开发了复合型固体酸,并发现 复合型固体酸的催化活性要高于单一组分的固体酸。为此本实 验按FSZ-G型制备方法制备了一系列的粉/铁/锆比例的催化剂, 焙 烧 温 度 是 6000C、 硫 酸 的 浸 渍 浓 度 为 0.5M固 定 不 变 , 并 按 1.2测定硫含量。结果见表1。 由 表1可 见 , 当 粉/铁/锆 比 例 为1 : 1 : 1时 , 催 化 剂 的 活 性 较 大,但是不能过分追求高的锆的比例,因为氧氯化锆的价格比
参考文献: [1]王延吉等,绿色催化过程与工艺,化学工业出版社,2002:166. [2]Yamaguchi T.Appl Catal [J].1990,61(1):1.
作者简介: 曹秀云(1985-),女,安徽枞阳人,大学本科,助理讲师,主要
从事分析化学等方面研究工作。
(上接第150页) 由于重卷机组在设计时因考虑不周,选择圆盘剪为对称式
4.2 连续可调 由 于C P C为 单 体 设 备 , 在 设 计 时 并 没 有 将C P C偏 移 补 偿 调 节 做 到HMI画 面 , 直 接 应 用 电 位 器 调 节 ( 电 位 器 调 节 电 压 为 ± 10V),这样的调节精度低,并且没法进行定量调节。 我们对其进行了改造,将电位器的电压信号通过模拟量输 出 模 块 输 出 。 在 程 序 中 设 计 了 一 个 定 位 调 节 块 , 通 过HMI画 面 设 定 偏 移 量 由 程 序 计 算 出 调 节 电 压 输 出 至CPC控 制 器 中 实 现 调 节功能。 CPC调 节 范 围 ±L( 单 位 为mm, 可 通 过 参 数P11 SCAL.CORR POT进 行 修 改 调 节 范 围 , P11 SCAL.CORR POT的 范 围 为 0~ 50mm)。如需调整X,则通过HMI输入X(操作侧为正值传动侧为 负值),输出电压值Y由如下公式计算得出:

固体超强酸催化剂[详解]

固体超强酸催化剂[详解]

固体超强酸催化剂超强酸是比100%的硫酸还要强的酸,其Hammett函数H0<-11.93(100%硫酸的H0为-11.93),可分为固态和液态。

固体超强酸和液体超强酸相比,有容易与反应物分离,可重复使用,不腐蚀反应器,减少催化剂公害,催化剂有良好的选择性等优点。

在催化反应中,固体超强酸对烯烃双键异构化、醇脱水、烯烃烷基化、酸化、醋化等都显示出较高的活性。

这种催化剂不腐蚀设备,不污染环境,催化反应温度低,制备简便,有广泛的应用前景。

固体超强酸是近年来发展的一种新型催化材料,对许多化学反应有较好的催化活性、选择性及重复使用性能。

固体超强酸是近年来研究与开发的一种新型固体酸催化剂,随着人们对固体超强酸不断深入研究,催化剂的种类也从液体含卤素超强酸发展为无卤素固体超强酸、单组分固体超强酸、多组分复合固体超强酸。

无论是催化剂的制备、理论探索、结构表征,还是工业应用研究都有了新的发现,固体超强酸由于其特有的优点和广阔的工业应用前景,已受到国内外学者广泛关注,成为固体酸催化剂研究中的热点。

1. 催化性能1.1饱和烃的异构化反应饱和烃类分子如正丁烷、戊烷较稳定,不易发生反应。

如用100%硫酸作催化剂,室温下不会发生反应,但用SbF5SiO2-Al2O3固体超强酸却能使丁烷发生反应,主要产物为异丁烷。

nC5H12 SbF5SiO2-Al2O3 异戊烷1.2氧化反应SO42--Fe2O3能在室温下使丁烷异构化。

但在100℃以上用脉冲法进行反应时,只发生氧化反应但是,单用Fe2O3作催化剂,即使反应温度为300℃丁烷也不发生反应。

1.3阴离子聚合反应烷基乙烯基醚的聚合反应是阴离子聚合反应,可用烷基金属化合物或Ziegler型催化剂。

但是SO42--Fe2O3对此反应有极高的反应活性。

如异丁基乙烯基醚用SO42--Fe2O3作催化剂,在0℃能很快发生聚合反应。

甲基乙烯基醚和乙基乙烯基醚在该催化剂存在下以甲苯作稀释剂也能在低温(零度或零度以下)下高速聚合。

介孔磷酸锆固体酸催化剂的制备及其催化性能

介孔磷酸锆固体酸催化剂的制备及其催化性能

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第6期·2236·化 工 进展介孔磷酸锆固体酸催化剂的制备及其催化性能于波,刘超,刘金东,丁万昱,柴卫平(大连交通大学材料科学与工程学院,辽宁 大连 116028)摘要:采用水热法制备了介孔磷酸锆固体酸催化剂,通过X 射线衍射、傅里叶红外光谱、氮气吸附法、氨气程序升温等表征方法对该催化剂进行了表征,结果表明该催化剂具有介孔结构、较高的比表面积及较多的Brönsted 酸性位,将该催化剂应用于纤维素水解制葡萄糖反应体系中,较适宜的反应条件为反应温度160℃、反应时间4h 、催化剂用量与微晶纤维素原料比1∶3,单次反应纤维素转化率和葡萄糖选择性可达到50%,5次循环反应后纤维素累积转化率达到80%,在整个过程中催化剂并未发生明显失活,这表明该催化剂的纯单一磷酸锆(ZrPO )结构有利于提高其热稳定性,介孔磷酸锆固体酸催化剂在纤维素水解实验中表现出很大的潜力,可作为非均相固体酸催化剂用于葡萄糖生产以减少无机酸的应用。

关键词:催化剂;多孔介质;生物催化;水解;磷酸锆;纤维素;葡萄糖中图分类号:O643.3 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2018)06–2236–06 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2017-2101Preparation of mesoporous zirconium phosphate and its catalytic performace in the preparation of cellulose from glucoseYU Bo ,LIU Chao ,LIU Jindong ,DING Wanyu ,CHAI Weiping(College of Materials Science and Engineering ,Dalian Jiaotong University ,Dalian 116028,Liaoning ,China )Abstract :Mesoporous zirconium phosphate catalyst was prepared using the hydrothermal method ,and its mesoporous structure and acidic properties were investigated using X-ray diffraction ,Foutier transform infrared radiation ,NH 3 temperature programmed desorption and nitrogen adsorption-desorption methods. In the screening tests ,the as-prepared ZrPO sample exhibited promising catalytic behavior for glucose production probably due to its high surface area ,porous structure and the abundent Brösted acid sites. The cellulose conversion and the glucose selectivity could reach 50% at mild conditions (160℃,4h )after the ball milling pretreatment. The cumulative conversion of cellulose remained to be 80% after five recycles ,indicating the reusability of the catalyst. Noticeably ,the ZrPO catalyst could be repeatedly used without any obvious deactivation. Generally ,the ZrPO catalyst studied in this work possessed a great potential as an efficient heterogeneous solid acid catalyst for glucose production to diminish the application of homogeneous mineral acid. Key words :catalyst ;porous media ;biocatalysis ;hydrolysis ;zirconium phosphate ;cellulose ;glucose纤维素由于具有可再生性、资源丰富和高度官能团化等特点,已经成为当今研究领域的热点之一[1],其结构单体是由相邻的葡萄糖分子旋转180°与另一个葡萄糖形成1,4-β-糖苷键(C 1和C 4原子之间)连接而成的直链大分子,大分子之间再通过氢键形成的高分子晶体结构[2]。

锆系固体超强酸催化剂----磺化氧化锆的研究进展

锆系固体超强酸催化剂----磺化氧化锆的研究进展
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六、应用
在精细化工、药物合成与石油化工中,如烷烃异构化、酯化、醚化、酰化、 裂解等反应中使用磺化氧化锆作催化剂,具有反应条件温和、活性高、选择性 好、容易再生、环境友好等诸多优点,是一种新型绿色催化剂,符合可持续发 展战略需求,应用前景极为广阔。
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三、表征方法
表征方法 XRD、拉曼光谱 BET
XPS 热重、差热分析 吸附Pyridine,Piperidine, CO, CH3CN后的红外光谱 质谱 SEM、TEM 正丁烷异构化、酯化、醚化等反应
信息 ZrO2的晶相 表面面积 元素的价态 相变信息 酸性位的性质及浓度
化学位移 形貌及粒径大小 活性
PH=8
热处理
磺化
焙烧 磺化氧化锆。
特点:步骤少、 影响因素较少。
500-650 C
2、研磨焙烧法
氧氯化锆晶体与硫酸铵 研磨、焙烧 磺化氧化锆。
600 C 4
(二)制备参数的影响
1.锆前体
Zr(NO3)4、 ZrCl4、 ZrOCl2、Zr(OCH2CH2CH3)4、ZrO2 2.沉淀剂
NH3、尿素。用氨水沉淀剂可得到高比表面积的催化剂
3.磺化试剂 H2SO4、(NH4)2SO4、H2S、SO2、 SO3、 CS2
不同硫 酸浓度 的影响
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4.热处理温度 FT-IR spectra of pre-treated catalysts.
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5.焙烧温度
适宜的温度范围在500-650C。
可能的分解反应方程式:
2Zr4+ + SO42-
2Zr3+ + SO3 + O2
stream for a set of sulfated zirconia catalysts

固体酸催化剂

固体酸催化剂

固体酸催化剂引言:固体酸催化剂是一种在化学催化中广泛应用的材料,具有高度的催化活性和选择性。

与传统液体酸催化剂相比,固体酸催化剂具有许多显著的优势,如易于分离回收、稳定性好、不易受污染等。

本文将介绍固体酸催化剂的基本概念、制备方法、催化机制以及应用领域等方面的内容。

一、固体酸催化剂的基本概念固体酸催化剂是指以固体物质为载体的酸催化剂,其活性部位通常是由酸性中心(如氧化物、酸基等)组成的。

固体酸催化剂的酸性被认为是由于其表面酸性基团形成的。

在固体酸催化剂中,酸性中心具有一定的酸解离常数和酸位密度,这些特性决定了固体酸催化剂的酸性强弱和催化活性。

酸解离常数越大,酸位密度越高,固体酸催化剂的酸性越强,催化活性也越高。

二、固体酸催化剂的制备方法固体酸催化剂的制备方法多种多样,常见的制备方法包括溶胶-凝胶法、固相法、共沉淀法、离子交换法等。

溶胶-凝胶法是一种常用的固体酸催化剂制备方法。

该方法通过将溶胶中的金属盐与凝胶剂混合,经过溶胶的凝胶化和干燥过程后得到固体酸催化剂。

固相法是一种通过固体相反应制备固体酸催化剂的方法。

该方法一般需要将反应物粉末混合均匀,然后在高温条件下进行反应,最终得到固体酸催化剂。

共沉淀法是一种通过共沉淀沉淀物来制备固体酸催化剂的方法。

该方法通常将金属盐和酸性物质的溶液混合,并通过调节溶液条件使其发生共沉淀反应,沉淀后得到固体酸催化剂。

离子交换法是一种通过固定相(如阳离子交换树脂)与水溶液中的酸性物质之间进行离子交换反应的方法来制备固体酸催化剂。

三、固体酸催化剂的催化机制固体酸催化剂的催化机制主要涉及酸中心与反应物之间的相互作用和反应过程。

固体酸催化剂的酸中心能够吸附反应物,使其发生活化,从而降低了催化反应的活化能。

酸中心还能够通过质子转移或酸碱中心之间的相互作用,参与中间体的形成和转化。

在催化过程中,固体酸催化剂的酸性中心可能发生脱附、失活、重组等反应。

这些反应可影响催化剂的活性和稳定性,甚至导致催化剂的失活。

固体超强酸催化剂研究

固体超强酸催化剂研究

论文题目摘要本文简单介绍了固体超强酸的发展、研究方向、及存在的问题。

并采用沉淀-浸渍法制备SO4/ZrO2固体超强酸,分别以氧氯化锆和氨水为锆源和沉淀剂,110℃干燥后经硫酸浸渍、干燥和焙烧制得催化剂。

同时考察不同焙烧温度对催化剂性能的影响。

在最优的条件下用正交设计法考察锆源(Zr(NO3)4·5H2O,ZrOCl2·8H2O)、沉淀剂(氨水、乙胺)和硫酸化试剂(硫酸、硫酸铵)对催化剂性能的影响,并通过乙酸和正丁醇的酯化反应的酯化率检测所制备的SO4/ZrO2催化剂的催化效果。

结果表明采用硫酸浸渍液浓度为0.5mol/L,焙烧温度为550℃时所制备的催化剂在正丁醇和乙酸的物质的量比为1.3及不添加任何带水剂的密闭条件下酯化效果最好,酯化率为52.5%。

正交设计实验中锆源、沉淀剂、硫酸化试剂的极差分析结果分别为1.54%,2.27%,5.11%,此结果说明硫酸化试剂对催化剂的影响最大,其次是沉淀剂,锆源的影响最小,同时表明以Zr(NO3)4·5H2O为锆源、乙胺为沉淀剂、硫酸为硫酸化试剂是催化剂的最佳制备方案。

关键词:SO4/ZrO2 ;固体超强酸;正交实验设计;乙酸丁酯目录第1章. 前言 (4)第1.1节固体超强酸催化剂的发展前景 (4)第1.2节固体超强酸目前存在的问题 (4)第1.3节固体超强酸的研究方向 (5)第1.4节本课题的研究意义及方案 (5)第2章. 实验理论 (6)第2.1节固体超强酸的酸度定义 (6)第2.2节固体超强酸的合成方法 (6)第2.3节催化剂合成原理 (7)第2.4节催化剂酸性中心结构 (7)第2.5节酸性中心形成机理 (8)第2.6节催化剂失活机理 (9)第2.7节催化剂酯化反应机理 (9)第2.8节酯化反应原理 (10)第3章.实验部分 (11)第3.1节主要仪器与设备 (11)第3.1.1节主要仪器 (11)第3.1.2节主要设备 (11)第3.2节主要试剂与配制 (11)第3.2.1节主要试剂 (11)第3.2.2节主要试剂配制 (12)第3.3节实验内容 (12)第3.3.1节催化剂的制备 (12)第3.3.2节酯化反应 (13)第3.3.3节酯化率的测定 (13)第3.4节正交实验设计 (14)第3.4.1节正交实验设计概念 (14)第3.4.2节本实验正交设计方案 (14)第3.4.3节实验步骤 (16)第3.5节对比实验 (16)第4章.结果与讨论 (17)第4.1 节焙烧温度对催化剂的影响 (17)第4.2节正交设计实验结果 (18)第4.2.1节正交实验结果分析步骤 (18)第4.2.2节正交实验表的分析结果 (19)第4.3节沉淀剂对催化剂的影响 (20)第4.4节硫酸化试剂对催化剂的影响 (20)第4.5节对比实验结果讨论 (21)第4.6节实验中存在的问题讨论 (21)第5章.结论 (22)第6章.参考文献 (23)第7章.谢辞第1章前言第1.1节固体超强酸催化剂的发展前景进入 2l世纪,随着国民经济持续快速增长,极大刺激了石油炼制、石油化工及化学工业的快速发展。

固体超 强酸催化剂

固体超 强酸催化剂

固体超强酸催化剂是一种具有高活性和优良性能的催化剂,广泛应用于化学工业、石油化工、医药等领域。

下面将详细介绍固体超强酸催化剂的特点、制备方法、应用领域以及未来发展方向。

一、特点1. 高活性:固体超强酸催化剂具有很高的酸性,能够促进许多化学反应的进行,提高反应速率和产物的选择性。

2. 稳定性:固体超强酸催化剂不易挥发,不易分解,具有很好的热稳定性和化学稳定性,能够长时间使用。

3. 可调性:固体超强酸催化剂的酸性可以通过调节催化剂的组成和制备条件进行调节,以满足不同反应的需求。

4. 环保性:固体超强酸催化剂使用后易于回收和再生,对环境友好,有利于降低生产成本和保护环境。

二、制备方法固体超强酸催化剂的制备方法有多种,包括浸渍法、涂覆法、气相沉积法等。

其中,浸渍法是最常用的方法之一。

该方法是将载体材料浸泡在含有活性组分的溶液中,然后进行干燥、活化等步骤,制备出具有高活性的催化剂。

三、应用领域1. 化学工业:固体超强酸催化剂在化学工业中广泛应用于烯烃聚合、烷基化反应、酯化反应、水解反应等。

2. 石油化工:固体超强酸催化剂在石油化工中用于催化裂化、加氢裂化、异构化等反应,可以提高石油产品的收率和质量。

3. 医药:固体超强酸催化剂在医药领域可用于合成药物和手性分子的合成,提高药物的生产效率和纯度。

4. 其他领域:固体超强酸催化剂还可应用于环保、新能源等领域,例如用于处理废水、废气等。

四、未来发展方向1. 新型材料的研发:随着科技的不断进步,未来将会有更多新型材料被开发出来,并应用于固体超强酸催化剂的制备中,以提高其性能和适用范围。

2. 绿色合成方法:随着环保意识的不断提高,绿色合成方法将成为未来化学工业的发展趋势。

因此,开发绿色、环保的制备方法和工艺将是固体超强酸催化剂未来的重要研究方向。

3. 个性化定制:未来固体超强酸催化剂将更加注重个性化定制,根据不同客户的需求定制特定的催化剂,以满足不同领域的需求。

硫酸化介孔氧化锆固体超强酸的制备和应用研究

硫酸化介孔氧化锆固体超强酸的制备和应用研究
摘 要 :首先 成 功 合 成 了 介 孔 氧化 锆 母 体 , 采用 S X D、 气 吸 脱 附 、 T M 等 表 征 发 现 , 备 的 介 孔 氧 化 锆 其 晶 胞 常 A R 氮 HR E 制
数 a 为 1. 4 m, 孔 直 径 为 3 7m, 孔 的 孔 壁 厚 度 大 约 为 8 3n 比 表 面 积 和 孔 体 积 分 别 为 13 5 / 。 21n 介 .n 介 . 4 m, 6. m g和 0 1c g 将 这 种介 孔 材 料 进 行 硫 酸 化 制 得 固 体超 强酸 , . 5m / ; 并考 察 了 焙 烧 温 度 对 其 结 构 的影 响 , 果 发 现 : 着 焙 烧 温 度 结 随 的提 高 , 化 剂 的介 孔 结 构 在 6 0 催 0 ℃前 基 本 稳 定 , 是 更 高 温 度 会 导 致 介 孔 结 构 的破 坏 ; 低 温 度 焙 烧 得 到 的 硫 酸 化 氧 但 较
Absr c : A St c i iy O if r nta i s f r t o e a i n be w e n t u n n o m ade d — ta t hea tv t {d fe e cd o he c nd ns to t e ol e e a d f r l hy e de pe d d o h o or to fis s r g a i ie,m e op r s zr on a s p t d s f t cd w a yn n e n t e pr p a i n o t t on c d st s o ou ic i up or e ula e a i s s — t sz d v a t e s l— s e bl e h d a d c r c e ie i he ie i h e fa s m y m t o n ha a t rz d v a XR D , N 2a o pto n R TEM . Th 一 ds r i n a d H e t r a t b lt hepr pa e e o or uszr o i u po t d s la ea i e ec e ke tdif r n he m s a iiy oft e r d m s p o ic n a s p r e u f t cdsw r h c d a fe e t l c li a i t m pe a ur . I w a f nd h t he t u t e f a cn ton e rt e t s ou t a t sr c ur o m e o r s ic i r m an d s po ou zr on a e i e un r de 60 0℃ ,bu a a e t i he e pe a ur . N H TPD o nd t t t e c t l s acne t 5 0℃ h s td m g d a h g r t m rt e 3 一 f u ha h a a y tc l i d a 0 a t i he ta i m o nta hi a a ys h he h g s c d a u nd t sc t l ts owe hehi he ta tv t n t e c nd ns to e w e n t u d t g s c i iy i h o e a i n b t e ol

固体酸催化剂、其生产方法及使用其的反应方法[发明专利]

固体酸催化剂、其生产方法及使用其的反应方法[发明专利]

专利名称:固体酸催化剂、其生产方法及使用其的反应方法专利类型:发明专利
发明人:松泽宪治,相本康次郎,关和弘
申请号:CN99803558.0
申请日:19990226
公开号:CN1291914A
公开日:
20010418
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:提供一种固体酸催化剂的生产方法,产生含有硫组分但有高活性且有足够实际应用的处理能力和机械强度的固体酸催化剂成型材料。

所述方法包括:(a)制造包含一部分氧化锆和/或水合氧化锆和一部分氧化铝和/或水合氧化铝的、在0.05至10μm的孔径分布中有一个在0.05至1μm范围内的峰直径的载体;和使硫组分负载于所述载体之上,或(b)制造包含一部分氧化锆和/或水合氧化锆和一部分氧化铝和/或水合氧化铝的载体,其中孔径不小于0.05μm且不大于1μm的孔占0.05至0.5ml/g的孔体积,孔径大于lμm不大于10μm的孔占低于0.05ml/g的孔体积;和使硫组分负载于所述载体之上。

申请人:株式会社日本能源
地址:日本东京
国籍:JP
代理机构:中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
代理人:孙爱
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硫酸锆生产工艺

硫酸锆生产工艺

硫酸锆生产工艺
硫酸锆是一种重要化工原料,广泛应用于陶瓷、涂料、塑料、橡胶等行业。

下面介绍一种常见的硫酸锆生产工艺。

首先,需要准备锆矿石。

一般采用锆砂作为原料,锆砂的主要成分是硅酸锆。

锆砂经过破碎、磨矿等处理工艺,得到粒径适中的锆砂颗粒。

然后,将锆砂与浓硫酸反应,生成硫酸锆。

反应过程中,需要控制反应温度和反应时间,使得反应得到充分进行。

同时,为了提高反应速率,可以在反应中加入催化剂。

接下来,将反应混合物进行过滤分离,得到硫酸锆溶液和固体残渣。

固体残渣中含有一定量的杂质,可以通过水洗、干燥等处理,得到高纯度的二氧化锆产品。

硫酸锆溶液通过蒸发浓缩,除去大部分水分,得到浓缩硫酸锆。

浓缩硫酸锆具有较高的浓度和较低的体积,方便存储和运输。

最后,将浓缩硫酸锆进行精制处理,得到高纯度的硫酸锆产品。

精制过程中,可以采用离子交换等方法去除杂质。

这就是硫酸锆的生产工艺。

需要注意的是,在整个生产过程中,应严格控制工艺参数,确保产品质量符合要求。

同时,还应注意安全生产,防止事故的发生。

另外,为了减少对环境的影响,应采取相应的环保措施,合理处理废水、废气等。

制备高效固体酸催化材料的研究及应用

制备高效固体酸催化材料的研究及应用

制备高效固体酸催化材料的研究及应用固体酸催化材料是一类非常重要的催化剂,广泛应用于化工生产过程中。

它具有高催化活性、高稳定性等优点,因此被广泛应用于化学反应的研究和实践中。

本文将就制备高效固体酸催化材料的研究及应用做一论述。

一、固体酸催化剂的种类固体酸催化剂的种类是比较多的,常见的有氧化铝、硅氧烷、氧化锆等材料,这些材料被称为“经典固酸”,它们具有良好的酸性能,但催化效率较低。

近年来,一些新型固体酸催化材料为人所知,如氧化硼、氧化磷等材料,它们的催化效率较高,具有较好的应用前景。

二、制备高效固体酸催化材料的方法要想制备高效固体酸催化材料,需要针对不同的催化反应选择不同的方法。

1、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的固体酸催化材料制备方法。

该方法主要是在溶液中形成溶胶,经过热处理后形成催化剂凝胶。

该方法具有制备过程简单、催化效率高、制备出的催化剂不易失活等优点。

2、水热合成法水热合成法也是一种常用的固体酸催化剂制备方法,通常将粉末酸性物质放入压力釜中,在高温高压下反应,形成催化剂。

这种方法制备的固体酸催化剂具有催化活性高、结构稳定等优点。

3、原位生长法原位生长法是一种比较新的固体酸催化剂制备方法,该方法将能形成固体酸的物质与其他化合物复配后在特定条件下加热炭化,在炭化后可得到具有良好催化性能的材料。

4、其他方法此外,还有氧离子掺杂、溶剂热法、低温燃烧法等方法制备固体酸催化剂。

不同的制备方法适用于不同的物质,要根据实际情况选择适合的制备方法。

三、固体酸催化剂的应用固体酸催化剂的应用十分广泛,堪称化工生产过程中必不可少的催化剂之一。

1、烷基化反应烷基化反应是一种将顺-丁烷和异丁烯进行烷基化,得到异戊烷的过程。

该反应使用的催化剂就是固体酸催化剂。

研究表明,采用新型固体酸催化剂制备的催化剂具有催化活性高、寿命长等特点,比传统的催化剂更为优秀。

2、酯化反应酯化反应是一种将酸和醇反应制得酯的过程,固体酸催化剂也是广泛应用于该反应中。

一种固体酸催化剂及制备方法和在环氧化合物水合中的应用[发明专利]

一种固体酸催化剂及制备方法和在环氧化合物水合中的应用[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910779223.5(22)申请日 2019.08.22(71)申请人 华东师范大学地址 200241 上海市闵行区东川路500号(72)发明人 高国华 陈必华 (74)专利代理机构 上海蓝迪专利商标事务所(普通合伙) 31215代理人 徐筱梅 张翔(51)Int.Cl.B01J 31/10(2006.01)C07C 29/10(2006.01)C07C 31/20(2006.01)C07C 31/42(2006.01)C07C 33/26(2006.01)(54)发明名称一种固体酸催化剂及制备方法和在环氧化合物水合中的应用(57)摘要本发明涉及一种固体酸催化剂及制备方法和在环氧化合物水合的应用,所述固体酸催化剂是以离子液体、对苯乙烯磺酸钠和交联剂为原料,经自由基聚合和硫酸酸化反应得到,具有中等强度的单一酸性以及良好的稳定性能,可在水中溶胀且自组装形成三维类蜂窝状网络结构。

在催化环氧化合物水合制备二醇的应用中,本发明所述固体酸催化剂表现出优异的催化性能,其催化活性与无机酸催化剂硫酸相当,且显著高于传统的固体酸催化剂,如:离子交换树脂Amberlite IR -120。

本发明所述固体酸催化剂可以解决无机酸催化剂带来的设备腐蚀、能耗高、环境污染严重等问题,以及传统固体酸催化剂稳定性差、活性低等缺陷,从而可用于环氧化合物水合制备二醇的工业生产中。

权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 110354899 A 2019.10.22C N 110354899A1.一种固体酸催化剂的制备方法,其特征在于,将离子液体、对苯乙烯磺酸钠和交联剂溶解于去离子水中,升温至80℃,加入引发剂,经自由基聚合得到固体酸催化剂的前体,将前体置于浓度为1.0摩尔/升的硫酸水溶液中,室温下搅拌反应24小时,反应结束后,洗涤干燥,即得到所述固体酸催化剂;其中:所述离子液体、对苯乙烯磺酸钠和交联剂的摩尔比为1:0.5~2:0.05~1;所述去离子水的质量为所述离子液体、对苯乙烯磺酸钠和交联剂总质量的2~5倍;所述引发剂的质量为所述离子液体、对苯乙烯磺酸钠和交联剂总质量的1~10%;所述自由基聚合的反应时间为12~48小时。

硫酸改性介孔锆硅催化氧化脱硫

硫酸改性介孔锆硅催化氧化脱硫

硫酸改性介孔锆硅催化氧化脱硫薛俏俏;杨丽娜;李剑;李成龙【摘要】以P123为模板剂,ZrOCl2为锆源、TEOS为硅源,并通过硫酸改性,采用直接合成的方法制备了介孔锆硅催化剂;利用XRD、TEM、FTIR的方法表征了催化剂;并利用该催化剂以O2为氧源,丙酮、甲醇、乙醇和水的混合物为萃取剂,以二苯并噻吩的氧化为探针反应评价该催化剂的催化氧化活性,并在相同反应条件下,对多种催化剂进行催化活性对比.表征结果表明,该催化剂具有SBA-15典型的二维六方介孔结构特征,且活性组分硫酸氧锆良好的负载到SBA-15上.催化剂活性评价结果表明,各种催化剂催化活性:介孔锆硅>硫酸氧锆>磷钨酸(HPW)-SBA-15>磷钼酸(HPMo)-SBA-15> SBA-15,即介孔锆硅催化剂能更好的脱除模拟油中的二苯并噻吩(DBT),在一定条件下,脱除率可达到54.33%.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2015(044)012【总页数】4页(P2275-2277,2280)【关键词】介孔锆硅;催化氧化;二苯并噻吩【作者】薛俏俏;杨丽娜;李剑;李成龙【作者单位】辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺113001;中国石油抚顺石化公司烯烃厂,辽宁抚顺113004【正文语种】中文【中图分类】TQ426.65油品燃烧后产生的尾气对环境的影响日益严重[1],因此,生产低硫油品是当今石化产业的发展趋势[2]。

传统的加氢脱硫已不能满足生产低硫清洁油品的要求[3],不能满足对苯并噻吩、二苯并噻吩等具有苯环的芳香类含硫化合物进行深度脱除[4],寻求高效的脱硫方法势在必行。

氧化脱硫作为一种工艺条件温和、脱硫效果明显的脱硫方法成为今年来炼油行业的研究热点[5]。

氧化脱硫的原理是通过氧化剂将油品中噻吩类的化合物氧化成极性强的砜类物质,通过萃取剂将其与油品分离,最终达到脱硫目的。

硫酸化氧化锆固体超强酸

硫酸化氧化锆固体超强酸

第23卷第5期2011年5月化 学 进 展PROGRESS IN CHEMISTRYVol.23No.5 May,2011 收稿:2010年9月,收修改稿:2010年10月 ∗国家自然科学基金项目(No.20867003,51068010)、云南省学术技术后备人才基金项目(No.2008py010)和昆明理工大学分析测试基金项目(No.2009⁃076)资助∗∗Corresponding author e⁃mail:luoyongming99@硫酸化氧化锆固体超强酸∗张六一 韩彩芸 杜东泉 张严严 许思维 罗永明∗∗(昆明理工大学环境科学与工程学院 昆明650093)摘 要 硫酸化氧化锆(SZ )是一种固体超强酸催化剂,它能高效催化异构化、烷化、酰化、环化、裂解、酯化和酯交换等多种类型的催化反应。

1979年,日本科学家Hino 和Arata 发现SZ 能在室温催化丁烷异构化反应,首次提出了SZ 是一种酸性比100%浓硫酸还强一万倍的固体超强酸,从而引起了科学家们对SZ 研究的浓厚兴趣。

经过了三十多年发展,研究者们在SZ 的合成、改性、表征和应用等方面取得了许多新的研究成果。

本文综述了SZ 几十年来的研究进展,内容主要包括SZ 的合成方法,表面结构和酸性机理,研究者们对SZ 性质的不同看法,SZ 的改性及应用。

关键词 硫酸化氧化锆 固体超强酸 合成 改性中图分类号:O643.36;TQ426 文献标识码:A 文章编号:1005⁃281X(2011)05⁃0860⁃14Sulfated Zirconia ———A SuperacidZhang Liuyi Han Caiyun Du Dongquan Zhang Yanyan Xu Siwei Luo Yongming ∗∗(Faculty of Environmental Science and Engineering,Kunming University ofScience and Technology,Kunming 650093,China)Abstract Sulfated zirconia (abbreviated to SZ),recognized as a solid superacid discovered by Holm andBailey,has attracted much attention because of a lot of applications in many areas of chemical industry.It is well documented that SZ has been used to catalyze many chemical reactions,which include isomerization,alkylation,acylation,cyclization,cracking,esterification,transesterification and so on.Hino and Arata reported that sulfatedzirconia could effectively catalyze the isomerization of butane at room temperature in 1979,and the highperformance of SZ for this reaction has been ascribed to its super acidity.Consequently,sulfated zirconia was regard as a kind of solid superacid for the first time by them.In light of Hammett acidity indicators (H 0),the acidity of sulfated zirconia is far stronger (about ten thousand times)than that of 100%sulfuric acid.In this review,the progress of sulfated zirconia in the past three decades was illustrated in detail,which mainly focused on the synthesis routes,surface structure models,modification methods and its application especially in catalytic application.Furthermore,some arguments (involved in surface model,super⁃acid property and alkane isomerization mechanism)were also pointed out,which might be attributed to the differences originated from thesynthesis and characterization methods.At last,the development of sulfated zirconia in the future was outlined in brief.Key words sulfated zirconia;solid superacids;synthesis;modification第5期张六一等 硫酸化氧化锆固体超强酸·861 ·Contents1 Introduction2 Preparation of SZ2.1 Two step method2.2 One step method3 Surface model and acidic mechanism4 Modification of SZ4.1 Modified by metals4.2 Mesoporous SZ5 Debate about SZ5.1 Debate about superacid5.2 Debate about catalytic mechanism of alkanesisomerization6 Application of SZ6.1 Isomerization6.2 Friedel⁃Crafts reactions6.3 Preparation of biodiesel6.4 Other catalytic reactions6.5 Deactivation and regeneration6.6 Application in non⁃catalytic fields7 Conclusions and outlook1 引言随着石油化工及化学工业的发展,超强酸催化剂越来越受到人们的关注,硫酸化氧化锆(SZ)作为固体超强酸催化剂已被证明具有良好的应用前景。

α-磷酸锆@磺酸基固体酸催化剂的表征及其催化酯化反应的研究

α-磷酸锆@磺酸基固体酸催化剂的表征及其催化酯化反应的研究

α-磷酸锆@磺酸基固体酸催化剂的表征及其催化酯化反应的研究斯志昆;范明明;张萍波;赵栋成;戴春阳【摘要】以层状结构的α-磷酸锆为载体,用四正丁基氢氧化铵对其剥离改性,再连接上γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH-580),通过氧化和酸化两步,制备出一种新型的固体酸催化剂α-磷酸锆@磺酸基.通过XRD、SEM、BET、TGA、FT-IR等手段对该催化剂进行表征.结果表明:制备的催化剂比表面积增大,结晶度降低,酸强为2.43 mmoL/g;FT-IR表征显示-SO3H的存在,证明α-磷酸锆被成功磺化.将该催化剂应用于月桂酸与甲醇的催化酯化反应中,对反应条件进行优化,发现在反应温度90℃、反应时间5h、酸醇摩尔比1:30、催化剂用量3%(以月桂酸质量计)时,酯化率达到97%以上.该催化剂使用3次后,仍然保持着较高的催化活性,酯化率为87.48%.【期刊名称】《中国油脂》【年(卷),期】2019(044)004【总页数】5页(P58-62)【关键词】α-磷酸锆;KH-580;固体酸催化剂;酯化反应【作者】斯志昆;范明明;张萍波;赵栋成;戴春阳【作者单位】江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214122;江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214122;江苏金马油脂科技发展有限公司,江苏盐城224351;江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214122;江苏金马油脂科技发展有限公司,江苏盐城224351;江苏金马油脂科技发展有限公司,江苏盐城224351;江苏金马油脂科技发展有限公司,江苏盐城224351【正文语种】中文【中图分类】O643.3;TE667固体酸催化剂作为一种新型的催化剂,因其优良的性能已经被广泛应用于工业生产中[1-2]。

固体酸催化剂具有低腐蚀性、易分离、环境友好等优点[3]。

近年来,多种固体酸催化剂被研究人员应用于酯化反应的研究中,其中包括杂多酸、磺化金属氧化物、碳基固体酸催化剂、α-磷酸锆等[4-7],其中有着层状结构的α-磷酸锆(α-ZrP),逐步得到研究人员的重视。

固体酸催化剂的制备

固体酸催化剂的制备

固体酸催化剂的制备固体酸催化剂是广泛应用于化学反应中的一种催化剂,其制备质量关系到其催化效果的好坏。

本文将围绕固体酸催化剂的制备进行详细阐述。

1. 盐熔法制备固体酸催化剂盐熔法是一种较为常见的固体酸催化剂制备方法。

制备前需要准备好一定量的盐类和稳定剂,将其溶解在高温下的溶剂中,制备成为盐熔体。

然后将需要制备的固体酸催化剂原料加入到盐熔体中,反应达到适当的时间后,将产物进行过滤、洗涤等后处理,得到所需的固体酸催化剂。

2. 毒性物质替代制备固体酸催化剂常规的固体酸催化剂制备方法中,往往需要使用一些毒性物质。

有些研究者为了减少催化剂制备过程中的环境污染,进行了毒性物质的替代。

例如用无机硅橡胶,3-溴丙烷,正丁醇等制备固体酸催化剂,可以减少危害人体健康的氯化亚锡等毒物的使用。

3. 微波辅助制备固体酸催化剂微波辅助制备固体酸催化剂是近年来的研究热点。

其制备过程中,先将所需材料放入到微波反应器中,再进行微波辐射加热,在反应过程中可以通过不同的反应时间、反应温度、微波功率等条件来调整所制得催化剂的性能,使其适用于不同的催化反应。

4. 水热法制备固体酸催化剂水热法是一种环保、高效的固体酸催化剂制备方法。

将所需的原材料和溶剂混合在一起,然后通过水热反应制备所需催化剂。

在反应过程中,需要控制反应的温度和时间,使得所制得催化剂的性能达到最优。

水热法制备催化剂反应体系单纯,反应后也不需要进行大量的后处理工序,因此制备成本低。

以上就是固体酸催化剂常见的制备方法以及相关注意事项。

催化剂制备要注意环保性和减少对人体健康的危害,同时也要根据所需催化反应的特点来选择催化剂制备方法,以达到最优的催化效果。

锆基固体超强酸催化剂的正己烷异构化行为的研究(毕业论文doc)

锆基固体超强酸催化剂的正己烷异构化行为的研究(毕业论文doc)

锆基固体超强酸催化剂的正己烷异构化行为的研究(毕业论文doc)1 前言 21 世纪石油在世界一次能源消费结构中仍占主要地位,炼油工业将继续发展。

近十年来世界石油探明剩余可采储量,逐年略有增加, 96 年世界石油产量为 37.32 亿吨,消费量为 34.7 亿吨。

估计到 2020 年世界石油产量为 43.7 亿吨,消费量为 43.1 亿吨[1]。

且近十年来,世界运输燃料(汽、煤、柴)需求量逐年增加。

目前车用汽油仍是重要的交通燃料,是炼油工业的主要产品之一。

20 世纪 80 年代以来,由于环保的要求,汽油质量向无铅、低芳烃、低蒸气压、高辛烷值和高氧含量方向发展。

随着对汽油低铅化、无铅化要求的增加,提高汽油的辛烷值主要采用如下几种方法:(1)增加汽油中的芳烃和烯烃含量; (2)添加醚类化合物; (3)提高汽油中的异构化烷烃。

进入 90 年代以来,随着许多国家对汽车排放物限制指标要求的日趋严格,对汽油的环保性能也提出了愈来愈高的要求。

有人预言,对于汽油的某些性能指标,世界各国最终可能会趋向一致:1/ 3(1)应适当控制芳烃和烯烃含量,例如美国(各州略有不同)一般新配方汽油要求芳烃不大于 25%,烯烃不大于 5%。

现在一般国内外生产的汽油均达不到此要求; (2)醚类含氧化物(代表物是 MTBE)可提高辛烷值,降低 CO 排放。

虽然对其在环境和健康方面的不利影响仍有争议,但在可预见的将来这类化合物可能是优质汽油的调合组份。

在我国虽然降低汽油中的烯烃含量是一条重要的途径,但对高牌号的汽油来说会造成油品密度的偏高。

由此可见,目前我国清洁汽油配方中缺少一种低烯烃、低硫含量、低密度的调合组分, C5/C6异构化油正适合这种需求[2]。

异构化汽油是较好的清洁汽油调合组分。

在烷基化技术没有大的突破的形势下,异构化技术成为一种生产清洁汽油的理想选择。

异构化技术工艺路线灵活,可满足炼厂对辛烷值的不同要求。

2 文献综述 2.1 烷烃异构化研究进展烷烃异构化是生产高辛烷值汽油组份的一个重要手段,它是通过将原料(轻质石脑油)中的 C5/C6正构烷烃转化为相应的支链异构烃,从而提高汽油的辛烷值(见表 2.1),使汽油具有均匀的抗爆性能。

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第2 0卷第 8期
20 年 8月 08
化 学 研 究 与 应 用
C e c lRe e r h a d Ap l ai n h mi a s a c n p i t c o
Vo. 0. o 8 12 N . Au .,00 g 2 8
对其 进行 改性 制备 了 z 基 固体 酸 催化 剂 , 与传 r 并 统 的硫 酸改性 z 基 固体 酸进 行 对 比, 究 制 备条 r 研 件( 酸化试 剂及 其 引入顺 序 ) 对固体 酸 晶相结 构 和 表 面酸性 的影 响 , 考 察 了 固体 酸 对 由高 酸 值 棕 并
榈油 ( V =1 12 mg O / ) 备 生 物 柴 油 的 催 A 8. K H g 制
( .四川 大学化学 学 院 , 色化 学与 技术 教育 部重点 实验 室 , 1 绿 四川 成都 60 6 10 4;
2 山市三水 正合精 细 化工有 限公 司 , 东 .佛 广
佛山
580 ) 2 10
摘要: 采用沉淀法制备 ZO r 氧化物 , 用氯磺酸 和硫 酸对其进 行改性 制备 了 z 基 固体酸催 化剂 , X D、 E r 以 R BT 和 N ,F I H . FR等手段考察 了制备条件对催 化剂晶相结构和表面性 质的影 响 , 研究 了催化剂结 构与其对 棕榈油 酯 化反应的催化活性之 间的关系。N i FT } - IR表 明催化剂表 面有 B酸和 L酸中心的生成。硫酸化剂的种类及 3 其 引入顺 序都将影 响催化 剂的 晶相结 构和 孔结 构。酸 的引入将 阻止 ZO r ・n H O在焙 烧时直 接 向单斜 相 ZO 转变 , r2 氯磺酸将使 ZO n r2・ H O转变 为四方相 ZO , r 2 而硫 酸将导致 四方 相 ZO r 和 Z ( O ) 5 2 r S 4 2・ H 0的生 成 。以氯磺酸改性 的四方相和单斜相 ZO 基催化剂均具有很 高 的催 化酯化 活性 , r 比硫 酸改性的 sz固体 酸 . 催化活性 高。C -r 固体酸催化活性最 高 , SZO 在醇油 比6 1催化剂用量 7w% 、 :、 t 温度 3 8K和常压下反应 2h 3 , 棕榈油 的酯化率可达 9 .% 。 89 关键词 : 氧化错 ; 酸催 化剂 ; 二 固体 生物柴油 ; 酯化
中 , 酸改 性 的两 性 氧 化 物 S 4/ r 固 体 酸 具 硫 0 ZO 2 - 有催 化 活性 高 , 备简 便 , 在较 高温 度 下使 用 的 制 可
特 点 , 而备 受关 注 。研 究 发 现 , 机 超 强 因 有 酸改性 固体 酸 的酸性及 催 化 活性均 与 硫 酸改 性 的
文章 编号 :0 41 5 ( 0 8 0 -9 60 1 0 .6 6 20 ) 80 9 -5
硫 酸 化 剂 和 制 备 方 法对 锆 基 固
蔡 伊 莎 童冬 梅 吴 瑕 蒋康 华 赵 志 明 , 常 伟h , , , , 胡
化活性 。
越 多的重 视 。常用 的 固体 酸催 化 剂 有 酸 性 树 脂 j杂 多 酸 j硫 酸改性 的两 性 氧化物 及其 复 合 , ,
氧化物 , Z O 、 i 2S O 、i 2 A 2 3 。其 如 r 2 TO 、 n 2 SO 和 1 等 0
1 实验 部 分
1 1 主 要试 剂与 仪器 . 五水 合 硝酸 锆 ( r N , ・ H 0) 浓 硫 酸 、 Z( O ) 5 、
收 稿 日期 :0 80 ・0; 回 日期 :0 8 6 1 2 0 -42 修 20- - 0 0
基金项 目: 国家重点基础研究发展规划( 7 ) 9 3 资助项 目(0 7 B 123 和广东省科学技术计划项 目( 06 0 0 4 ) 20 C 20 0 ) 20 1 30 2 。
联系人简介: 胡常伟( 9 3 ) 男 , 16 ・ , 教授, 主要研究方向 : 化学 与催化化学 。E a : hm C . d .n cw h @m i s ci o nt 绿色 m i g e @S eu c , eu a . .n f e lc U h lc n .
中 图 分 类 号 : 6 13 0 2 . 文 献标 识 码 : A
生 物 柴油 是 无 毒 的 可 再 生能 源 , 为潜 在 的 作 石 化柴 油替 代 品 , 用 生 物 柴 油 可 以极 大 地 缓 解 使 人 类对 化石 能源 的依 赖 。 由于 固体 酸 催 化剂 具 有
均相 催化 剂不 可 比拟 的优 势 ( 于分离 , 设备 易 对 腐蚀 小 , 且适 于 酸 和水 含 量较 高 的原 料 油 等 ) 因 , 而在 由高 酸值 油脂 制备 生物 柴 油领 域 内受 到越 来
性有 重要 影 响 , 而 影 响其 催 化 活性 。 因此 , 进 。
找到这 些 因 素 之 间 的 影 响规 律 , 固体 酸 催 化 剂 对 的设计 和 制备非 常重 要 。
本 文采 用沉 淀法 制 备 ZO r 氧 化 物 , 氯磺 酸 用
X PrPoM DX射线衍射仪 ,h i 公司; ’ e r P t Pi s l p N V 00 O A 10 e型 吸 附 仪 ; E U 7 型 红 外 光 N X S 60 谱仪 。
四 氯 化 钛 ( i1 ) 氨 水 、 酸 、无 水 碳 酸 钠 TC 、 盐 ( aC 、 氧化 钾 ( O N O )氢 K H)、 甲醇 、 酮 、 水 乙 丙 无 醇、 氯磺 酸 、 氯 乙烷 、 二 异丙 醇 ( 以上 试 剂 均 为 分 析 纯 )棕榈 油 。 ;
固体 酸 不 同。硫 酸化剂 、 载体 种类 、 烧 温度 等 制 焙 备条 件对 S 4/ r 固体 酸 的晶相 结构 和表 面 酸 02 ZO
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