新型固体超强酸催化剂的制备与裂解性能研究

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复合固体超强酸SO4 2-／ZrO2-Al2O3-V2O5的制备及催化性能研究

２１３月００年
鹿可强等．复合固体超强酸ｓ４－ＺＯ一Ａ３２０／ｒ２１一ＶＯ的制备及催化性能研究２Ｏ
２９
复合固体超强酸Ｓ／ｒＯ４ＺＯ２一Ａ２ＩＯ３一Ｖ５２Ｏ
的制备及催化性能研究
Ｓ／ｒ２Ｉ３２５复合固体超强酸催化ＯＺＯ一Ａ２一ＶＯＯ
分析仪测试样品的比表面积，用ＢＨ法由脱附采Ｊ
分支计算孔径分布，样品测试前于４３Ｋ７脱气处理
３ｈＲ谱用Ｎｅｌｔ７０型傅立叶变换红外光。Ｉｉｅ５０ｏ谱仪测定。ＸＤ分析采用ＸＲＤ一３型ｘ射线衍Ａ射仪。ＴＡ—ＤＣ分析采用ＳＴ０ＧＳＤＱ６０型热重差示扫描量热联用仪。
无水硫酸镁，分析纯。
电子天平，力电动搅拌器，Ｘ一１型阿贝强ＷＺ
三口烧瓶中依次加入５ｍ乙酸、５ｍ正丁醇、Ｌ１Ｌ０４ｇ．催化剂。搅拌均匀后，控温１５—１０℃搅０１
收稿日期：０９—１２。２０２— ３作者简介：鹿可强，硕士生，主要研究方向是工业催化。基金项目：本课题，到东南大学自然科学基金预研项目资助得（目号９００１０）项２７４４Ｏ。
温度、偏钒酸铵溶液浸渍前后焙烧与否以及Ｖ（的引入对催化剂活性的影响。结果表明，）５在晶化温度一ｌＯ℃、偏钒酸铵溶液浸渍前后分别焙烧后制备的Ｓ一Ｚ（一Ａ，２催化剂具有最Ｏ／ｒ１一ＶＯ）Ｏ

固体超强酸催化剂的研究

的转化率为７２．３％。
外缪长喜等人用超临界流体干燥法制备的以超细ｚｒ（）：为载体的ＳＯ４２－／ＺｒＯ．不仅是超强酸，而且其超强酸性和催化性能明显优于常规方法制备的ＳＯＪ－／ＺｒＯ超强酸。这就否认了以往晶相ＺｒＯ不能制成固体超强酸的观
温及液相反应，因而比ＳＯ一，Ｍ。０，型固体超强酸有更好的应用前景。（五）无机盐复配而成的固体超强酸１９７９年Ｏｎｅ等报道了卤化铝与某些金属硫酸盐或金属卤化物混合具有超强酸性。邹新禧发现Ａ１Ｃ一Ｆｅ（Ｓ！）Ｏ，（１：１）混合物有超强酸性。Ｈ０小于一１３．７５。对戊烷异构化有较高的催化活性，在室温下反应２５ｈ戊烷
（一）负载卤素的固体超强酸起初固体超强酸是利用ｖ族元素的氟
化物ｘＲ作为载物，（如ＳｂＦ、ＴａＦ等路易斯酸），以 Ⅲ、Ⅳ族无机氧化物（ＡＩ：Ｏ，、ＳｉＯ、
ＴｉＯ、ＺｒＯ：等）作为载体合成而得的含卤素固体超强酸。这类固体超强酸在合成及回收处理过程中都产生难以解决的三废污染问
如ＳＯ。ｒ（）在空气中长时间放置后，只需在
３５０ ℃－４００￣Ｃ下加热１ｈ将表面的吸附水除去即可恢复活性；（２）其表面吸附的ＳＯ，２－与载体表面结合也很稳定，即使水洗也不易除去；（３）能在高温下使用；（４）其腐蚀性很
题，而且还存在着怕水和不能在高温下使用的缺点，因而它并不是理想的催化剂。（二）Ｓ１２Ｏ－／Ｗ，Ｏ，型固体超强酸１９７９年，日本的日野诚等人第一次成功地合成了不含任何卤素并可在５００ ℃高温下应用的ＳＯ｝－／Ｗ。Ｏ，型固体超强酸。它是以某些金属氧化物为载体，以Ｓ１２Ｏ－为负载物的固体催化剂。其优点有：（１）对水稳定性很好，

固体超强酸催化剂的制备实验报告

固体超强酸催化剂的制备实验报告一、实验目的本实验旨在通过制备固体超强酸催化剂，掌握固体超强酸催化剂的制备方法和性质，为后续的催化反应研究提供基础。

二、实验原理固体超强酸催化剂是一种具有高催化活性和选择性的催化剂，其制备方法主要有两种：一种是通过将强酸负载在固体载体上制备，另一种是通过化学合成制备。

本实验采用的是化学合成法，即将氯化铟和氯化铵在水溶液中反应，生成氯化铵铟沉淀，再将其在高温下煅烧得到固体超强酸催化剂。

三、实验步骤1.将氯化铟和氯化铵按照1:1的比例加入到500ml三口烧瓶中，加入适量的去离子水，搅拌均匀。

2.将烧瓶放入水浴中，加热至80℃，继续搅拌2小时，使氯化铵铟充分沉淀。

3.将沉淀用去离子水洗涤3次，使其完全去除余氯离子和杂质。

4.将洗涤后的沉淀放入烘箱中干燥至恒重。

5.将干燥后的沉淀放入炉中，在氮气气氛下煅烧4小时，升温速率为5℃/min，煅烧温度为500℃。

6.取出煅烧后的样品，冷却至室温，称取适量样品，用乙醇溶解后进行催化活性测试。

四、实验结果经过催化活性测试，得到的固体超强酸催化剂表现出了较高的催化活性和选择性，对苯甲醇的酯化反应表现出了较好的催化效果。

五、实验结论本实验通过化学合成法制备了固体超强酸催化剂，并对其催化活性进行了测试，结果表明该催化剂具有较高的催化活性和选择性，可用于苯甲醇的酯化反应等催化反应中。

六、实验注意事项1.实验过程中应注意安全，避免接触氯化铟和氯化铵等有毒物质。

2.制备过程中应注意控制反应温度和时间，避免过度煅烧导致催化剂失活。

3.催化活性测试时应注意控制反应条件，避免影响测试结果。

4.实验结束后应及时清洗实验器材，保持实验室环境整洁。

固体超强酸制备

探究思路：两个要求：“保证活性高作为前提，以使用次数作为重要比较指标”其实，一个固定酯化反应采用不同的固体超强酸（均以该酯化反应作为探究优化制备条件）作为催化剂，所得到的酯化效率差别不会大，只要肯花功夫、时间探究便可达到，所以探究重点摆在对比固体超强酸的稳定性上即提高其使用寿命，而使用寿命以催化活性高作为前提（不同催化剂间催化效用相差不大下，尽管催化效率较差点，但使用次数好，这也算是好催化剂），但在催化效用有一定情况下，探究使用寿命才有意义，随意首先需要探究出优化的固体超强酸的制备条件和酯化条件。

借助微波酯化反应探究最佳活性的催化剂制备条件，然后以活性最佳的催化剂探究微波酯化反应条件。

微波辐射酯化反应——“微波辐射催化合成乙酸正丁酯”：用微波辐射技术以乙酸和正丁醇为原料，S2O2-8/M X O Y型固体超强酸为催化剂的酯化反应，最佳的微波合成条件为：催化剂用量2。

0 g，酸醇物质的量的比为1。

0∶2。

0，微波功率为595 W，微波辐射时间为30 min，产率84。

1%。

主要试剂和仪器：冰醋酸(CP)，正丁醇(AR)，微波炉，阿贝折光仪（或红外光谱波峰测试）实验过程：在100 mL圆底烧瓶中加入5。

7 mL(0。

1 mol·L-1)的冰醋酸和9。

1 mL(0。

1 mol·L-1)的正丁醇（最适宜的酸醇比为1。

0∶2。

0），加入2。

0 g催化剂，然后将圆底烧瓶装好回流冷凝管和搅拌装置，置于微波炉内。

在搅拌下先以65 W的功率加热1 min，再以最适宜的微波功率是595 W，一定反应时间加热回流时间30 min。

反应完毕取出圆底烧瓶，待反应物稍冷，过滤出催化剂，粗产品经提纯、干燥、蒸馏，收集124~126℃的馏分。

称重，计算产率。

在合成反应中，有些反应是可逆反应生成水，为了提高转化率，常用带水剂把水从反应体系中分离出来。

可作带水剂的物质必须要与水水作用产生共沸物使得水更易被蒸出，且在水中的溶解度很小.它可以是反应物或者产物，例如如:环已烯合成是利用产物与水形成共沸物;乙酸异戊酯合成中,反应初期利用原料异戊醇与水形成二元共沸物或原料,产物和水形成三元共沸物,并用分水器分水,同时将原料送回反应体系,随着反应的进行,原料减少,则利用产物乙酸异戊酯与水形成二元共沸物.带水剂也可以是外加的。

固体超强酸系列催化剂制备

1. 稀土固体超强酸S2O82- / Sb2O3 / La3+催化剂制备：将8g SbC13溶于40mL乙醇和20mL苯的混合液中，搅拌充分溶解后得透明锑醇液，再向溶液中加入10mL异丙醇，使醇化反应进行得更彻底，然后加入少量阴离子表面活性剂，并滴加氨水，使之发生水解反应，得到胶状沉淀，低温化12h左右，多次洗涤至无Cl-检出。

滤饼于110℃烘干后，研磨过100目筛。

搅拌下将Sb2O3浸渍在一定浓度的(NH4)2S2O8溶液中lh，用量为每克Sb2O3用15mL(NH4)2S2O8溶液，抽滤，烘干，置于马弗炉中焙烧，得S2O82-/ Sb203催化剂。

将Sb2O3浸渍在一定浓度的(NH4)2S2O8和一定浓度的La(NO3)3的混合液1h，抽滤、烘干置于马弗炉在不同的温度和时间下焙烧，得一系列S2O82-/ Sb2O3 / La3+固体超强酸催化剂，置于干燥器中备用。

以代号表示不同制备条件下所得催化剂。

参考文献：稀土固体超强酸S2O82- / Sb2O3 / La3+的制备及催化性能研究舒华1，连亨池2，闫鹏2，文胜2，郭海福2(1．学院生化系，554300；2．学院化学化工学院，526061)稀土，2008.12（29卷第6期）2. 稀土固体超强酸SO42-／TiO2-La2O3制备：将一定量La203溶于浓度为3.0 mol·L-1的稀盐酸中，配成La3+溶液，再按一定量比量取TiC14与La3+溶液混合，用NH4·H 0[ w(NH3)=12％]水解至溶液呈碱性，控制pH值在8～9，沉淀完全，静置24 h后进行抽滤，并用蒸馏水不断洗涤至沉淀无Cl-存在(用0.1 mol·L-1的AgNO3检验)，于105℃烘干后研细．再将该粉末浸泡于浓度为0.8 mol·L-1的稀H2SO4中24 h，然后抽滤，放入干燥箱中在110℃烘干，于一定的温度下焙烧活化3 h，冷却后置于干燥器中备用。

固体超强酸光催化剂的制备

固体超强酸光催化剂的制备SO2-4 /MxOy型固体超强酸的制备方法一般采用金属盐溶液同氨水或尿素溶液反应，得到氢氧化物沉淀，然后洗涤、干燥，再用含硫酸根离子的溶液浸渍，经干燥、焙烧而制成。

T i O2 基固体超强酸的制备方法大同小异，目前大多数研究者采用以下几种方法。

1 . 1 沉淀-浸渍法王知彩等采用沉淀- 浸渍法制备SO2 -4 /T i O2催化剂。

不断搅拌下,缓慢滴加T i C l 4 于氨水中,控制一定p H 值水解, 沉淀经陈化、过滤、洗涤至无C l，制得T i ( OH ) 4。

T i( OH ) 4 经干燥，用1 mo l /LH2 SO4浸渍，450 焙烧3 h , 制得SO2-4 /T i O2 催化剂。

1 .2 溶胶-凝胶- 浸渍法苏文悦等采用改进的溶胶-凝胶( so- l ge l )法,合成T i O2 干凝胶。

每克T i O2 以 1 mL 1 mo l /LH2 SO4溶液浸渍，经100 烘干5 h , 再经不同温度高温烧结3 h而成。

1 . 3 水热法叶钊等用廉价的硫酸钛为前驱物，尿素为沉淀剂，水热法合成纳米T i O2。

T i O2料浆不经洗涤，直接进行烘干、煅烧, 分解水热反应副产物(NH4 ) 2 SO4 ,并以分解所得产物硫酸为物源，一步制备SO2-4 /T i O2固体酸。

1 . 4 柠檬酸法林棋将多种金属氧化物分散在熔融的柠檬酸中，实现各金属氧化物的均匀混合,经灼烧去除有机物后，可得到纳米Fe 2O3-T i O2 复合氧化物，再经(NH4 ) 2S2O8 浸渍后制得S2O2-8 / Fe 2O3-T i O2 固体酸。

1 . 5 微波法李旦振采用改进的溶胶-凝胶法合成T i O2溶胶，再将溶胶用微波炉辐射30 m i n ，得到干凝胶。

按1 g干凝胶1 mL 1 mo l/L H2 SO4 溶液的比例, 对T i O2干凝胶进行浸渍处理, 再经微波炉加热30 min制得SO2 -4 /T i O2催化剂。

纳米级固体超强酸SO42--ZrO2-的制备及催化性能研究

纳米级固体超强酸SO42-/ZrO2-的制备及催化性能研究以均匀沉淀法制备单一晶型纳米zro2-颗粒并以此为基体制备固体超强酸。

我们利用冰醋酸和正丁醇的酯化反应为探针，研究不同条件制备的固体超强酸的催化作用。

研究表明大部分固体超强酸对酯化反应都有良好的催化作用。

催化剂用量占总质量的1.1%，正丁醇：乙酸=1.17︰1（摩尔比），反应时间2小时为最佳反应条件，当浸泡硫酸的浓度为1.5mol，焙烧温度为＜650℃时，催化性很高。

该催化剂可重复使用6次，并且很容易再生。

so42-/zro2- 固体超强酸催化性能在现代的石油化工和精细化学品生产中，酸催化剂占主导地位，如酯化反应、酰基化化反应等。

在化工生产中有时用液体酸做催化剂（如：h2-so4、hf、h3po4等），这类液体酸催化反应在均相条件下进行，给生产带来了诸多的不便，如催化剂不易与原料、产物分离，腐蚀设备等；同时废酸的排放也会给环境带来严重的污染。

固体超强酸具有液体酸的超强酸性，及低腐蚀、热稳定性好、易分离、可回收再生等特点，对我们解决上述问题带来了曙光。

固体超强酸的研究成为催化剂研究的一个热点。

本文利用均匀沉淀法经不同温度焙烧得到了纳米级四方型zro2-、单斜型，zro2-、混晶型zro2-。

并直接将它们做为基体制备了固体超强酸so42-/zro2-利用冰醋酸和正丁醇的酯化反应为探针，研究不同条件制备的纳米级固体超强酸so42-/zro2-的催化作用，对制备催化剂的条件进行了优化。

一、纳米级固体超强酸so42-/zro2-催化性能的研究纳米固体超强酸催化乙酸丁酯的研究：对于固体超强酸的催化酯化反应，科研人员做了大量的工作，通过文献，我们知道影响固体超强酸的催化活性主要有处理液的浓度、浸泡时间、焙烧时间、焙烧温度等因素。

我们对这些因素进行研究，找到了最佳的条件。

1.醇酸比和催化剂用量对于固体超强酸so42-/zro2-的催化酯化反应，科研人员已做了大量工作，见表1，通过文献了解到影响so42-/mxoy固体超强酸催化活性的因素主要有处理液浓度、浸泡时间、焙烧温度、焙烧时间等因素。

固体超强酸催化剂的性能研究

１５引入磁性或交联剂．
郭锡坤等利用硅、、土对固体酸进行交联，硅锆交锆累托制备联粘土固体超强酸（一Ｓ — ｒＬ；战胜等利用磁性、ｓ／ｉＺ —ＣＲ）成微
ＤＰ模型反应，Ｏ起作用的可能是催化剂表面的中等强度酸位。夏勇德等＿以铁基催化剂Ｓ／ｅＯ４Ｏ一Ｆ为基体，在制备过程中引人Ａ合成了Ｓ／ｅＯ１，ＯＯ一Ｆ一Ａ：型固体超强酸。用于甲苯１Ｏ苯甲酰化反应表明，Ｉ的加入有利于延迟基体氧化物的晶ＡＯ
金属氧化物都具有合成固体超强酸的条件，因为这不仅与氧化
物的电子构成有关，且还和金属离子的电负性及配位数的大而小有密切联系。金属氧化物的电负性和配位数严重影响着与促
进剂Ｓ；离子形成配位结构，Ｏ一因而有的得不到超强酸，或者生
１载体的改性
在单组分固体超强酸催化剂的应用中，们发现主要活性人
组分Ｓ：在反应中较易流失，Ｏ一特别是在较高温度条件下容易失
活，这类单组分固体催化剂虽然有较好的起始催化活性，但单程寿命较短。通过对催化剂载体的改性，使催化剂能提供合适的比表面积、加酸中心密度、增酸种类型、加抗毒物能力、高机增提械强度等作用。目前改性研究的方向主要有：以金属氧化物ＺＯ、ｉ２和Ｆ，ｒＴＯｅＯ为母体，加入其他金属或氧化物，形成多组元固体超强酸；引入稀土元素改性；引入特定的分子筛及纳米级金属氧化物等。

固体超强酸催化剂的研究进展

固体超强酸催化剂的研究进展刘桂荣1　王洪章2(1.赣南师范学院化学与生命科学系江西赣州341000　2.江西省化学工业学校)摘　要:固体超强酸是当前催化领域研究的热点之一。

本文对固体超强酸的分类、制备、及应用进行了较为详细的阐述,井对固体超强酸的研究前景作了展望。

关键词:固体超强酸催化剂　分类　制备　应用　研究前景1　固体超强酸概述酸催化剂是一种非常重要的,广泛应用于许多重要的化学反应。

酸催化反应一般都符合Bronsred规则,即反应速度与催化剂的酸强度成正比,因此提高催化剂的酸强度并加以利用,一直是催化领域研究的焦点之一。

自从20世纪50～60年代开始,超强酸的研究就逐步受到重视。

在1960s年代,液体超强酸得到广泛的研究。

最早应用于酸催化剂的液体超强酸大多含有卤素(尤其是氟),存在着许多缺点,如催化剂与生成物混杂不宜分离,成本较高,对设备腐蚀性强,,不能回收重复使用,易对环境造成污染,常给人们带来许多棘手的废物处理等问题。

为了解决这些问题,人们开始致力于固体超强酸(S olidSuperacids)的研究。

自1979年日本科学家Hino等人首次合成出S O2-4/Fe2O3固体超强酸以来[1]。

引起了人们的广泛重视,人们便对固体超强酸进行了大量研究,并合成了一系列无卤素型S O2-4/ WxOy固体超强酸体系催化剂。

所谓固体超强酸是指比100%硫酸的酸强度还强的固体酸。

固体超强酸的酸性可达100%硫酸的1万倍以上。

由于固体超强酸没有液体超强酸带来的诸多问题,与传统的催化剂(如硫酸)相比,具有催化活性高、不腐蚀反应设备,无“三废”污染,制备方便,可再生重复使用,催化剂与产物分离简单等优点,固体超强酸的研究和应用成为寻求新型绿色环保型催化剂的热点领域,对促进化工行业向绿色环保化方向发展具有重要的意义,成为了当前催化研究的热点之一[2]。

2　固体超强酸分类[3]现有文献一般将固体超强酸分为两大类,一类是含卤素(多为氟)的,另一类是不含卤素的。

固体超强酸光催化剂的制备及其光催化降解性能的研究(完稿)

摘要纳米二氧化钛具有价格低廉无污染，较高的光催化活性等优点，近年来得到广泛的研究。

由于它的量子效率低、太阳能的利用率低，限制了它的广泛应用。

因此，本实验对其进行超强酸改性，以提高它的光催化量子效率。

本文采用购买的商品化TiO2粉末（p25）为基体光催化材料，以超强酸SO42-加以改性。

即以每克P25加入到不同浓度的H2SO4中配置乳浊液，把乳浊液放在不同瓦数的微波水热条件下反应一定时间，再将其烘干并研磨得到SO42-/ TiO2催化剂。

实验中以甲基橙为模拟废水降解物进行光催化降解实验，对影响甲基橙光催化降解的因素进行了讨论，如微波的瓦数、H2SO4的量、制备固体催化剂的方法等。

结果表明：光催化剂对甲基橙有一定的吸附性能；在一定条件下，微波瓦数对催化的性能有明显影响；对于微波制备的催化剂和传统浸渍所制备的催化剂，微波条件的比较好，除此之外，H2SO4的浓度对催化剂的光催化性能也有一定影响。

关键词：二氧化钛；改性；固体超强酸；甲基橙；光催化降解ABSTRACTNano-titanium dioxide is low-cost, non-pollution, high photocatalytic activity, etc., and has been widely studied in recent years. Because of low quantum efficiency and low utilization of solar energy, its wide application is limited. Therefore, the modification is carried out, in order to improve photocatalytic quantum efficiency and solar energy utilization.Based on the purchase of the commercial TiO2(p25) as the matrix powder photocatalytic materials, modification of superacid SO42-. As per gram of p25 H2SO4 into different concentration of configuration in the emulsion, the emulsion in different wattage microwave hydrothermal reaction under the condition of a certain time, drying and grinding the SO42- / TiO2 catalysts.Experiment used for photocatalytic degradation of methyl orange as simulated wastewater degradation experiment, the factors affecting the photocatalytic degradation of methyl orange were discussed, such as microwave wattage、H2SO4 concentration、the preparation of solid catalysts, etc. The results show that Photocatalyst has certain adsorption performance of methyl orange; under certain condition, microwave wattage have obvious influence on the performance of the catalyst. Microwave preparation of catalyst is better than traditional impregnation method effect. In addition to, H2SO4concentration has some influence the photocatalytic performance of the catalysts.目录第1章概述 (1)1.1 纳米材料 (1)1.2 光催化技术的研究与发展概况 (2)1.3 纳米二氧化钛光催化性能的研究 (3)1.4 影响TiO2光催化效率的因素 (5)1.5 提高TiO2光催化剂活性的方法 (7)1.6 光催化剂的制备方法 (11)第2章实验方法 ....................................................................... 错误！未定义书签。

用于氯苯硝化的固体超强酸催化剂的制备及性能研究

中图分类号：０４．６Ｑ４６８６３３；Ｔ２．２文献标识码：Ａ
ＰｒｐａａｉｎａｏｒｉｓｏｌｄＳｕｒｃｄＣａａｙｔｅｒｔｏｎｄＰｒｐｅｔｅｆＳｏｉｐｅａｉｔｌｓｓ
ｆｒＣｈｌｒｂｅｚｎｔａｉｎ０ｏｏｎｅｅＮｉｒｔｏ
并且催化剂经再生后可循环使用，具有环保和经济双重意义【１ｌ。一
１７９９年Ａａ等首次报道了５４／ｒ２ｒｔａ０ＺＯ固体超强酸，因其具有制备简单、酸性强、污染小和易分离等－优点在有机合成领域得到越来越广泛应用【】。如ＰｒａＪＩ５ａｉｔ等以５４／１２ｄ０２２＂为催化剂用于卤苯硝化，在乙酸－０
Ｓ２］ｘＯ型催化剂用于液固反应体系时，催化剂表面的硫酸根会缓慢溶出，使酸强度明显降低，失活速Ｏ４－Ｍ
度太快，且热稳定性不好，因而其工业应用受到局限［。ｒｔ等人曾于１８７Ａａ１ａ９８年在一定条件下制得性能更为
稳定的负载氧化物型固体超强酸（／ｒ２，ｗｏ３Ｏ）近年来，Ｚ人们对ＷＯ／ｒ２３Ｏ催化剂制备和催化性能等方面已进Ｚ行了不少的研究，结果表明它对许多酸催化反应都具有很高的活性和选择性【。此类固体超强酸的研究和８】应用正成为寻求新型绿色环保型催化剂的热点领域之一，应用前景亦愈来愈广阔。
１前
言
硝基氯苯是重要的精细化工中间体，已被广泛应用于含能材料、医药、染料、农药等领域。目前硝基
氯苯的工业制备主要采用硝．硫混酸硝化技术，该法工艺成熟，产率较高，但区域选择性较差，易发生多硝化等副反应，而且产生大量废酸，严重污染环境。因此，开发绿色硝化路径，提高单硝化产物选择性，寻找新型高效无污染的硝化反应催化剂已受到国内外的广泛重视。近年来，关于氯苯硝化反应的固体酸催化剂研究较多，因为与传统的混酸硝化工艺相比，固体酸催化剂既可提高催化活性和选择性，又可消除污染，

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。

复合固体超强酸S2O8 2-／NiFe2O4的制备及催化性能的研究

固体超强酸催化剂作为一类新型的绿色工业催化材料，已成为化工、保、品等工业关注的焦点之环食
一
人Ｎ制备的复合固体超强酸催化剂能很好地提高催ｉ
化剂的催化性能和使用寿命。
¨ ０Ｊ
，
其主要特点是催化活性高，制备简单，于工便
及催化性能的研究
胡逢恺
（山学院化学系，黄安徽黄山２５４）４０１
摘要采用共沉淀法和浸渍法制备了Ｓ一ＮＦ２合固体超强酸催化剂，以乙酸和乙醇为原料合成了乙酸乙２／ｉｅ０复并
ａｏｅ８ｂｖ０％ａｔｒｒｐａｅｓｓｆｒｏｅｉｓ．Ｔｉｅｈｉｕｓｈｇｌｆｅｉｎ．１ｗｌｒｓｖｒｃｎａｎｔｇａｄｔｅｆｅｅｅｔｄｕｅｏｖｒ５ｔｍｅｈｓｔｃｎｑｅｉｉｈｙｅｃｅｔｏｙｅｏｉｅｏｏｔｍｉａｉｎｈｎ
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１１主要试剂与仪器．
（Ｈ４２ｅ（Ｏ）Ｎ）ＦＳ４２’６Ｏ、ＮＳ４。Ｈ０、ＮＯＨ、Ｈ２ｉＯ６２ａ

新型高效固体酸催化剂的研制

化剂ＴＺ１ＦＢ，ＭＳＦＡ，ＭＳＡＭＰＡＢ，Ｐ一ｔＭＣＦＢ，ＭＣＦＡ，．Ｂ，ＭＣＡＭＢ和ＦＭＢ初步以低级脂肪酸酯化Ｐ．
反应为催化模型检测了催化剂的催化活性、择性、定性等性能（选稳操作条件见文献Ｅ］，２）１倦化荆的倦化活性检测实验选取酯化合成为催化模型，酯化条件为酸醇摩尔比１；，应时间７ｒｉ，化率及产品检测１反０ｎ醣ａ方法见文献［］（２、ＴＺ一１的测试条件及结果见文献［］实验结果见表１２）．由表１实验数据知，多数新型固体酸催化剂对乙酸正丁酯、乙酸正戊酯等低级脂肪酸的催化活性都相当高，酯的产率均在９以上，５且反应时间较短，般仅需７ｍｉ一０ｎ左右．２催化剂稳定性的检测催化剂的稳定性是固体酸催化剂的重要指标之一，实际化工生产中具有重要的经济地位，在为检测催化剂的稳定性，实验选取乙酸正丁酯为检测反应，实验条件同催化剂的检测，催化剂的稳定性进行对
中国分类号：６３３Ｏ４．６
文献标识码：Ａ
文章嫡号：００５５（０２０ —２５０１０—８４２０）３０７—２
２世纪将是绿色化学的时代，用新型无毒高效的催化剂实现生产过程的“ １采原子经济 ” 和原料的化 “ 排放零是化学工作者追求的目标之一，是当前催化领域研究的热点之一．于酸催化的化学反应，也对目前实际化学生产工艺中大多数仍采用浓ＨＳ，Ｂ。Ｏ．ＨＦ，Ｆ等无机酸作催化剂，类催化剂虽然具有价这

固体超强酸催化剂课件

总结词
固相合成法是一种常用的制备固体超强酸催化剂的方法，通过将不同的活性组分和载体进行混合、研磨、烧结等物理过程，制备出具有高活性和稳定性的固体超强酸催化剂。
详细描述
固相合成法通常是将活性组分（如金属氧化物、硫化物等）与载体（如硅藻土、氧化铝等）混合，经过研磨、干燥、烧结等物理过程，制备出具有特定形貌和结构的固体超强酸催化剂。这种方法具有操作简单、成本低廉等优点，但也可能导致活性组分分布不均
应用领域
广泛应用于石油化工、制药、环保等领域，如烷基化反应、酯化反应、水解反应等。
优势
与传统的液体酸催化剂相比，固体超强酸催化剂具有不挥发、不腐蚀设备、易于分离和回收等优点，能够提高生产效率和降低生产成本。
02 固体超强酸催化剂的活性组分
氧化物活性组分
氧化物活性组分主要包括金属氧化物和金属盐类，如二氧化硅、氧化铝、氧化钛等。这些氧化物具有较高的酸性和良好的热稳定性，能够提供良好的催化活性。
杂多酸活性组分
杂多酸是由两种或多种氧原子和一种或多种其他元素（如磷、砷、锑等）结合而成的化合物。杂多酸具有较高的酸性和良好的热稳定性，能够提供良好的催化活性。
杂多酸活性组分通常采用浸渍法、涂布法或化学气相沉积等方法负载在载体上，形成固体超强酸催化剂。
03 固体超强酸催化剂的制备技术
固相合成法
匀、催化剂性能不稳定等问题。
溶胶-凝胶法
总结词
溶胶-凝胶法是一种制备固体超强酸催化剂的化学方法，通过将前驱体溶液进行水解、缩合反应，形成稳定的溶胶或凝胶，再经过干燥、烧结等处理，制备出固体超强酸催化剂。
详细描述
溶胶-凝胶法通常是将金属盐或金属醇盐等前驱体溶液加入适量的溶剂和酸性催化剂，经过水解、缩合反应形成溶胶或凝胶。再经过干燥、烧结等处理，制备出具有高活性和稳定性的固体超强酸催化剂。这种方法具有制备条件温和、活性组分均匀分散等优点，但也可能导致制备过程复杂、成本较高的问题。

固体酸催化剂的制备、表征与工业应用研究进展

固体酸催化剂的制备、表征与工业应用研究进展近年来，固体酸作为一种新型的、性能独特的环境友好型酸性催化剂，凭借其绿色无污染、产物与反应物容易分离，催化效率高，对设备的腐蚀性大大降低且使用寿命长，稳定性好等优点而受到广泛研究应用。

其主要分为天然粘土类固体酸、负载酸型固体酸、复合金属氧化物固体酸及金属硫酸盐固体酸四大类，它的出现使酸性催化剂迈入了新的时代，成为催化领域研究的热点之一。

本文主要对固体酸的制备、表征及其最新的研究进展进行探讨。

1. 固体酸催化剂的制备常见固体酸催化剂的制备方法有物理浸渍法、溶胶-凝胶法、沉淀法及水热合成法等。

对几种主要制备方法简述如下。

1.1 浸渍法浸渍法是将载体置于含活性组分的溶液中浸泡，当多孔载体与溶液接触时，由于表面张力作用而产生的毛细管压力，使溶液浸入毛细管内部，然后溶液中的活性组分再在细孔内表面上吸附，达到平衡后将剩余液体除去（或将溶液全部浸入固体），再经干燥、煅烧、活化等步骤来制备催化剂。

刘养春[1]等通过浸渍法制备复合固体酸催化剂。

实验以一定量的超细SiO2为载体，在马弗炉中于200℃下活化，将活化后的超细SiO2置于活性组分Ti(SO4)2和Zr(SO4)2（质量比为5:1）的混合水溶液中，室温下浸渍24 h，于110℃下干燥，在马弗炉内于300℃下焙烧 3 h得到负载复合固体酸催化剂Ti(SO4)2-Zr(SO4)2/SiO2。

固体酸催化剂一般多使用M x O y型氧化物作为载体，存在催化剂热稳定性差，重复使用率低，制备复杂，且后处理繁琐，使用成本高等问题[2,3]。

而凹凸棒存在大量内部孔道，活化中心和较大比表面积，具有良好的吸附性、离子交换性等优点，作为载体性能优越。

李恩博等利用浸渍法制备出粘土类的负载型固体酸催化剂Ga2(SO4)3/凹凸棒[4]。

实验首先将凹凸棒溶于一定浓度的硫酸溶液中进行酸化处理，经过静置、过滤、烘干、研磨后将所得粉末与Ga2(SO4)3·18H2O按比例混合后浸于乙醇溶液中静置4 h。