固体催化剂的制备
固体催化剂制备原理
固体催化剂制备原理1.固体催化剂的原理固体催化剂的作用原理主要涉及到催化剂表面上的活性中心和反应物之间的相互作用过程。
催化剂的活性中心通常是一些具有特定结构和化学性质的表面位点或团簇，它们能够吸附反应物分子，并且在表面上发生化学反应，从而加速反应物之间的相互转化。
在催化剂作用下，反应物分子在活性中心上发生吸附、解离、重组等过程，从而形成新的反应产物。
固体催化剂的活性中心通常具有特定的结构和化学性质，这些特性决定了催化剂对特定反应的催化活性和选择性。
催化剂的化学成分、晶体结构、表面性质等因素都会影响其活性中心的性质。
因此，固体催化剂的制备需要考虑到这些因素，通过选择合适的材料和合适的制备方法，来调控催化剂的表面性质和活性中心的性质，从而实现对特定反应的高效催化。
2.固体催化剂的制备方法固体催化剂的制备方法主要包括物理方法、化学方法和物理化学方法等几种。
物理方法主要是利用物理手段，通过物理过程来制备催化剂，如物理吸附、离子交换、溶胶-凝胶法、固体磺酸法等；化学方法主要是利用化学反应来制备催化剂，如沉淀法、共沉淀法、沉淀-还原法等；物理化学方法则是结合了物理和化学手段，比如物理化学合成法、模板法、微波辐照合成法等。
物理方法是通过物理作用，改变原料的物理性质而实现催化剂的制备。
此类方法适用于制备无机氧化物和复合催化剂。
化学方法是通过化学反应，改变反应物质的化学性质从而制备催化剂。
此类方法适用于制备金属催化剂和贵金属催化剂。
物理化学方法是结合了物理和化学手段，通过物理方法改变原料物理性质，再通过化学反应改变化学性质从而实现催化剂的制备。
此类方法适用于复杂结构的催化剂。
3.固体催化剂的制备原理固体催化剂的制备原理主要涉及到催化剂材料的选择、合成方法的选择和制备过程的条件控制。
首先是选择合适的催化剂材料，催化剂材料一般应具有高的比表面积、良好的热稳定性、合适的孔结构和丰富的活性中心。
其次是选择合适的合成方法，根据所需的催化剂性质和应用需求，选择合适的合成方法。
固体催化剂
固体催化剂固体催化剂的组成、结构与表面形貌固体催化剂的性能要求及其物理化学性质固体催化剂组成（固体催化剂组成（2）共催化剂(Cocatalysts)：反应中不可或缺的第二组分，例如：丙烯氨氧化制丙烯腈所用的磷钼铋系（MoO3/Bi2O3)或锑铁系(Fe2O3/Sb2O3)催化剂，两种组分单独使用时催化活性很低，组成共催化剂后活性显著提高，所以两者互为共催化剂。
CH2=CHCH3+NH3+1.5O2→CH2=CHCN+3H2O助催化剂(additives)：用Fe3O4-Al2O3-K2O氨合成催化剂说明助催化剂作用。
结构型助催化剂、调变型助催化剂、扩散型助催化剂、毒化型助催化剂（quiz:各种助催化剂是如何作用的？）载体(support)：分散作用、稳定化作用、支撑作用、传热和稀释作用、助催化剂作用（quiz:如何选择催化剂载体？）催化剂组成与功能的关系活性组分载体助催化剂催化剂宏观结构与催化反应的关系为了保证催化剂性能充分发挥,工业催化剂必须具备以下宏观结构特点有利的表面积、孔容及其孔径分布适宜的堆积密度有利于传质的颗粒度和颗粒密度合理的成型形状良好的机械性能固体催化剂的表面形貌表面是催化作用的决定性因素测量方法1：电镜-小型图象仪法（SEM、CSR98型小型图象仪相结合）微观形貌——颗粒直径与粒径分布测量新技术（1）沉降X-射线光透法Micromerieics公司Sedi Graph 5100型粒度分析仪微观形貌——颗粒直径与粒径分布测量新技术（2）激光全散射技术原理：一定波长和光强度（I）的单色平行激光束照射到含颗粒数为N、粒径为d的分散系统时，由于颗粒散射部分入射光，透射光强度I减弱。
每一颗粒对入射光的散射量可用全散射系数或消光系数E表示。
通过实验测出不同入射光波长下的消光系数E，再反推计算出颗粒体系粒径分布。
粒径分布直方图与微分图固体催化剂颗粒的构成固体催化剂颗粒的组成与结构关系成型催化剂颗粒的存在形式(1)化合状态化合状态指的是固体催化剂中活性组分（初级粒子）在催化剂中可以不同的化合状态存在，如金属单质、化合物和固熔体。
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。
固体催化剂的制备方法
固体催化剂的制备方法
固体催化剂是一种在化学反应中起到催化作用的材料。
其制备方法多种多样，常用的包括以下几种：
1. 沉淀法：将适当的化学物质在水溶液中反应，形成沉淀，将
其过滤、干燥、煅烧后得到固体催化剂。
这种方法适用于制备无定形物质。
2. 水热法：将适当的化学物质在水中加热反应，形成晶体，再
通过干燥、煅烧等步骤得到固体催化剂。
这种方法适用于制备晶体。
3. 溶胶-凝胶法：将适当的化学物质在溶液中反应，形成胶体，再通过干燥、煅烧等步骤得到固体催化剂。
这种方法适用于制备有定形的物质。
4. 气相沉积法：将适当的化学物质在高温、高压下反应，形成
薄膜，再通过煅烧等步骤得到固体催化剂。
这种方法适用于制备薄膜。
以上方法都有其优缺点，具体应用时需根据情况选择合适的方法。
- 1 -。
固体催化剂制备方法及计算化学在催化剂研究中的应用
固体催化剂制备方法及计算化学在催化剂研究中的应用摘要：固体催化剂制备技术是催化剂研发的一个重要方向。
综述了近年来几种固体催化剂常规制备方法，包括溶胶－凝胶法、微波法、微乳液法、等离子体技术、超临界流体法、生物还原法等方法。
在文中还介绍了计算化学在催化剂研究中的相关应用。
关键词：固体催化剂制备方法计算化学进展催化剂曾称触媒，是一类改变化学反应速度而在反应中自身并不消耗的物质。
催化剂在现代化学工业、石油化工、能源、制药和环境保护中起着非常重要的作用，从大规模的石油化工生产到精细的高分子化工、制药过程，绝大部分的化学反应过程都需要催化剂的参与，因此，催化科学技术与国家经济发展、环境保护和人民生活改善紧密相关。
一、固体催化剂制备方法介绍催化科学技术领域的研究包括了新催化过程和新催化剂的开发、催化剂性能的改进、催化剂制备方法的改进和开发、催化剂表征技术的开发等众多方向。
固体催化剂制备方法的研究开发作为催化剂制备技术研究中重要的方向之一，一直以来都备受国内外科研人员的重视，近年来不断有新的研究成果问世。
本文通过对近年来国内外相关文献的查阅和归纳总结，对溶胶－凝胶法、微波法、微乳液法、等离子体技术、超临界流体法等几种关注度较高的固体催化剂常规制备方法的研究进展进行了概述。
1、溶胶-凝胶法溶胶－凝胶法又称胶体化学法，是指金属化合物( 无机或有机) 经过溶液、溶胶和凝胶而固化，再经过热处理而形成氧化物或其他固体化合物的方法。
采用溶胶凝胶法可以使无定形或介态的氧化物达到分子级混合，活性组分( 金属或金属氧化物) 能够有效地嵌入网状结构，不易受到外界影响而聚合长大，有利于提高催化剂的稳定性和分散性。
图1 溶胶凝胶法制备催化剂的工艺流程简图目前，溶胶－凝胶法已经在催化剂制备领域获得了大量的研究和应用，但也仍存在制备成本较高、工艺过程较长、凝胶后处理条件对制品影响较大以及一些工艺原料可能对人体及环境有害等缺点，如何进一步改良溶胶－凝胶技术，克服上述的缺点，扩大其工业应用范围也是今后研究的重点之一。
固体碱催化剂
固体碱催化剂
1固体碱催化剂
固体碱催化剂是一种无机物，主要是碱类化合物，用于加速化学反应。
由于它可以在较低的温度和压力下提高化学反应的效率，因此被广泛应用于石油、制药、食品、农业等领域。
固体碱催化剂的主要原料是无机物，比如氧化物，硫酸根，酸根和氢离子等，这些原料通过特定的化学反应来制得。
另外，为了调节活性，还会添加其他材料，比如金属离子、无机离子以及添加剂等。
根据不同的需求，这些材料也可以调配成不同的比例。
生产过程中，首先将原料搅拌成浆状状态，再加入活性材料制得不同特征的粉状固体催化剂。
此外，固体碱催化剂还可以通过吸附法和均质合成法等方法制得不同特性的固体催化剂。
固体碱催化剂具有结构简单、分子量小、活性强，可以进行脱氢反应、氧化反应、转化反应、歧化反应等，其催化反应效率高、选择性好，使得可以在较低的温度和压力，也就是更安全的条件下进行化学反应，可以更快捷地达到良好的结果。
因此，固体碱催化剂在石油、制药、食品、农业等领域有着广泛的应用，为物质转化所带来的环境污染也有所减少。
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。
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,低温陈化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，吴文胜2，郭海福2(1．铜仁学院生化系,贵州铜仁554300;2．肇庆学院化学化工学院，广东肇庆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。
固体催化剂分散度初级粒子大小范围
固体催化剂分散度初级粒子大小范围固体催化剂的分散度是指催化剂中初级粒子的大小范围。
初级粒子是催化剂的最小单位，其大小对催化剂的活性和选择性有重要影响。
固体催化剂的分散度可以通过多种方法进行表征，其中一种常用的方法是计算初级粒子的平均粒径和粒径分布。
初级粒子的大小范围通常在纳米尺度，一般在1到100纳米之间。
为了达到较高的分散度，制备固体催化剂时通常采用以下方法之一：
1.沉淀法：通过控制沉淀反应的条件，如温度、反应物浓度和搅拌速度等，可以得到较小粒径的初级粒子。
2.水热合成法：通过在高温高压的水热条件下合成催化剂，可以得到较小粒径和较高分散度的初级粒子。
3.溶胶-凝胶法：通过将溶胶中的前驱体在溶胶中水解、聚合和凝胶化，可以得到较小粒径和较高分散度的初级粒子。
还可以采用表面改性、添加助剂和调控晶体结构等方法来提高固体催化剂的分散度。
固体催化剂的分散度主要取决于初级粒子的大小范围。
通过合适的制备方法和控制条件，可以得到较小粒径和较高分散度的初级粒子，从而提高催化剂的活性和选择性。
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实验目的：1.了解固体超强酸催化剂的制备方法；2.掌握固体超强酸催化剂的制备过程中的各种实验技术。
实验原理：实验步骤：1.实验器材准备：玻璃烧杯、玻璃棒、滤纸、真空泵、热源、热板、试剂等；2.取一定质量的载体样品（如γ-Al2O3），加入适量的水中，搅拌均匀，得到浆状物；3.将浆状物加入玻璃烧杯中，经过适当的加热和搅拌，使其形成凝胶；4.将凝胶转移到热板上，进行干燥，直到凝胶变为粉末状；5.将得到的固体超强酸催化剂样品放入玻璃烧杯中，加入稀酸溶液进行带质子处理；6.进行离子交换或溶胶-凝胶法制备催化剂；7.将制备好的催化剂样品进行干燥和活化处理；8.最终得到固体超强酸催化剂样品。
实验结果和数据处理：根据实验所用的不同催化剂，进行一系列的物理性质和化学性质的测试，并将测试结果进行整理和分析。
实验结论：通过本实验的制备方案，成功制备了固体超强酸催化剂，并对其进行了一系列的性质测试。
结果表明，制备的催化剂具有良好的酸性和催化活性。
实验评价：本实验通过实际操作和测试，有效地达到了实验目的和预期结果，实验过程中技术操作规范，结果可靠准确。
存在的问题和改进方案：本次实验中，制备固体超强酸催化剂的过程中，可能存在一些操作和实验条件上的问题，导致一些实验结果的准确性有待进一步改进和提高。
可以尝试改进操作步骤和实验条件，优化制备过程，提高催化剂的质量和效果。
实验感想：通过本次实验，我对固体超强酸催化剂的制备方法和技术有了更深入的了解，实践了实验技术和操作技能。
同时，我对催化剂的性质和应用有了更全面的认识，为今后的科研工作和学习打下了基础。
固体催化剂的组成
固体催化剂的组成1. 引言固体催化剂是一种广泛应用于化学反应中的材料，能够加速反应速率、提高反应选择性和降低反应温度。
固体催化剂的组成对其催化性能起着至关重要的作用。
本文将介绍固体催化剂的组成，并探讨其影响因素。
2. 固体催化剂的基本组成固体催化剂通常由两个主要部分组成：活性物质和载体。
2.1 活性物质活性物质是固体催化剂中起到催化作用的关键成分。
它可以是单一元素、合金、氧化物、酸碱等。
常见的活性物质包括铂、钯、铜等过渡金属，二氧化钛、三氧化二铝等氧化物，以及硫酸、磷酸等酸碱。
2.2 载体载体是固体催化剂中支撑和稳定活性物质的材料。
它通常具有高比表面积和良好的热稳定性，能够提供足够的接触面积和稳定的催化活性中心。
常见的载体材料包括氧化铝、硅胶、硅酸盐等。
3. 影响固体催化剂性能的因素3.1 活性物质的选择活性物质的选择对固体催化剂的催化性能有着重要影响。
不同的反应需要不同的活性物质来提供适当的催化活性中心。
例如，氧化钛常用于光催化反应，而铂常用于加氢反应。
3.2 活性物质的分散度活性物质在载体上的分散度也是影响固体催化剂性能的重要因素。
较高的分散度可以增加活性物质与反应物之间的接触面积，从而提高反应速率和选择性。
3.3 载体的特性载体材料对固体催化剂也有着重要影响。
具有高比表面积和良好热稳定性的载体可以提供更多有效接触点，并保持催化剂在高温下稳定。
3.4 界面效应界面效应是指活性物质与载体之间的相互作用。
良好的界面相互作用可以增强活性物质的稳定性和催化活性。
3.5 其他因素除了上述因素外，固体催化剂的性能还受到许多其他因素的影响，如反应条件、反应物浓度、反应物与催化剂之间的亲疏水性等。
4. 固体催化剂的应用领域固体催化剂广泛应用于许多工业和环境领域。
以下是一些常见的应用领域：4.1 石油炼制固体催化剂在石油加工中起着至关重要的作用。
例如，氧化钛和铝酸盐等固体催化剂被广泛应用于裂化和重整等过程中，以提高汽油和润滑油的产率和质量。
固体酸催化剂的制备与合成生物柴油的应用研究
固体酸催化剂的制备与合成生物柴油的应用研究在过去几十年中，随着对环境保护和可持续发展的日益重视，生物柴油作为一种绿色、可再生的替代燃料逐渐引起了人们的关注。
固体酸催化剂作为合成生物柴油的重要工具，其制备和应用研究也成为了研究领域的热点。
固体酸催化剂的制备是合成生物柴油应用研究中的重要环节。
首先，选择合适的酸性材料作为催化剂的载体。
常见的载体材料包括氧化硅、氧化铝等。
然后，通过控制制备条件，如温度、酸碱度等参数，实现固体酸催化剂的合成。
制备过程中需要注意不使用有毒有害物质，以及控制反应过程中的温度和时间，以确保制备出高效、环保的催化剂。
固体酸催化剂在合成生物柴油过程中具有重要的应用价值。
在酯化反应中，固体酸催化剂可以有效催化油脂和醇的反应，将它们转化为酯类化合物，即生物柴油的主要成分。
在固体酸催化剂的作用下，酯化反应的速度显著提高，反应效率也大幅度增加。
此外，固体酸催化剂还可以在生物柴油的裂解反应中发挥重要作用，将长链酯类分解为较短链的烃类，提高生物柴油的燃烧性能。
然而，在进行固体酸催化剂制备和合成生物柴油应用研究时，需要遵守一些原则和规范，以避免出现不良影响。
首先，标题需与正文内容相符，准确概括研究主题。
其次，文章内容中不得插入任何广告信息，以保持文章的专业性和客观性。
此外，文章内容不应涉及版权等侵权争议，对他人研究成果需进行正确引用和参考。
文章标题、简介和正文中也应避免出现任何含有敏感词汇或不良信息的内容。
最后，文章正文应注意语句的完整性和段落的连贯性，避免出现缺失语句、丢失序号或段落不完整等问题，以确保读者的阅读体验。
总之，固体酸催化剂的制备与合成生物柴油的应用研究是一个具有重要意义的课题。
在撰写相关的文章时，我们应该注意以上几点，确保文章有清晰的思路、流畅的表达，并且不含负面影响的元素，以提供给读者一个良好的阅读体验。
聚离子液体固体酸催化剂的制备及催化甘油乙酰化性能
2017年第36卷第7期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·2497·化 工 进展聚离子液体固体酸催化剂的制备及催化甘油乙酰化性能张吕鸿，王瑞瑾，姜斌，孙永利，杨华伟（天津大学化工学院，天津 300072）摘要：通过自由基共聚，质子化及离子交换两步法合成聚咪唑基离子液体固体酸催化剂（PILs ）。
采用傅里叶红外光谱（FTIR ）、扫描电镜（SEM ）、透射电镜（TEM ）、X 射线光电子能谱分析（XPS ）、热重分析（TGA ）、元素分析和电位滴定的方法对该催化剂的结构和性能进行了表征。
结果表明该催化剂具有层状结构、良好的热稳定性和较高的质子酸浓度，并在不加入带水剂的条件下，考察了该聚离子液体固体酸催化剂对甘油乙酰化反应的催化作用。
结果表明该PILs 固体酸催化剂具有良好的选择催化活性，在酸醇摩尔比为6∶1、催化剂用量4%（质量分数）、120℃、4h 的最优条件下，甘油转化率达98.2%，单乙酸甘油酯的选择性为11.6%，二乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯的总选择性高达88.4%，优于Amberlyst-15的催化效果。
该催化剂易回收，具有良好的水热稳定性，且重复使用4次经再生后仍能保持良好的选择催化活性。
关键词：催化剂；聚合；离子液体；选择性；甘油；乙酰化中图分类号：TQ032.4 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）07–2497–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0104Synthesis of poly(ionic liquid)s solid acid catalyst and its catalyticperformance in glycerol acetylationZHANG LÜhong ，WANG Ruijin ，JIANG Bin ，SUN Yongli ，YANG Huawei（School of Chemical Engineering and Technology ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ）Abstract ： A functional poly(ionic liquid)s （PILs ）solid acid catalyst was prepared through free radical copolymerization of ionic liquids precursor and the subsequent protonation and ion-exchange with concentrated sulfuric acid. The as-prepared acidic catalyst was characterized by FTIR ，SEM ，TEM ，XPS ，TGA ，elemental analysis and potentiometric titration. It was found that the acid PILs had a multi-layer microstructure with favorable thermal stability and high Brønsted acid site density. Its performance was evaluated in the acetylation of glycerol without any water-carrying agent. It exhibited high catalytic activity and selectivity. Glycerol conversion of 98.2%，monoacetin selectivity of 11.6% and total diacetin and triacetin selectivity of 88.4% were obtained under the optimum reaction conditions of n (acetic acid)∶n (glycerol) =6，catalyst dosage=4% of glycerol ，120℃，4h. The catalytic performance was better than that using Amberlyst-15. The PILs solid acid catalyst was easily recovered and had good hydrothermal stability. A further exchanging of used PILs with H 2SO 4 could make the catalyst restore its catalytic performance and it could be reused for 4 times.Key words ：catalyst ；polymerization ；ionic liquids ；selectivity ；glycerol ；acetylation生物柴油作为一种绿色可再生替代能源得到了国内外的广泛关注[1-2]，其合成过程伴随着副产物甘油的积累[3]。
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固体催化剂的制备姓名：筵丽娜班级：化工101学号：04固体催化剂的组成：固体催化剂主要有活性组分、助剂和载体三部分组成。
1.活性组分：主催化剂，是催化剂中产生活性的部分，没有它催化剂就不能产生催化作用。
2.助剂：本身没有活性或活性很低，少量助剂加到催化剂中，与活性组分产生作用，从而显著改善催化剂的活性和选择性等。
3.载体：载体主要对催化活性组分起机械承载作用，并增加有效催化反应表面、提供适宜的孔结构；提高催化剂的热稳定性和抗毒能力；减少催化剂用量，降低成本。
制备合格的固体催化剂，通常要经过制备（使之具有所需的化学组分）、成型（使其几何尺寸和外形满足要求）和活化（使其化学形态和物理结构满足活泼态催化剂的要求）等步骤。
一制备方法:1、浸渍法将含有活性组分（或连同助催化剂组分）的液态（或气态）物质浸载在固态载体表面上。
此法的优点为：可使用外形与尺寸合乎要求的载体，省去催化剂成型工序；可选择合适的载体，为催化剂提供所需的宏观结构特性，包括比表面、孔半径、机械强度、导热系数等；负载组分仅仅分布在载体表面上，利用率高，用量少，成本低。
广泛用于负载型催化剂的制备，尤其适用于低含量贵金属催化剂。
影响浸渍效果的因素有浸渍溶液本身的性质、载体的结构、浸渍过程的操作条件等。
浸渍方法有：①超孔容浸渍法,浸渍溶液体积超过载体微孔能容纳的体积,常在弱吸附的情况下使用；②等孔容浸渍法，浸渍溶液与载体有效微孔容积相等，无多余废液，可省略过滤，便于控制负载量和连续操作；③多次浸渍法，浸渍、干燥、煅烧反复进行多次，直至负载量足够为止，适用于浸载组分的溶解度不大的情况，也可用来依次浸载若干组分，以回避组分间的竞争吸附；④流化喷洒浸渍法，浸渍溶液直接喷洒到反应器中处在流化状态的载体颗粒上，制备完毕可直接转入使用,无需专用的催化剂制备设备;⑤蒸气相浸渍法，借助浸渍化合物的挥发性，以蒸气相的形式将它负载到载体表面上，但活性组分容易流失，必须在使用过程中随时补充。
2、沉淀法用沉淀剂将可溶性的催化剂组分转化为难溶或不溶化合物，经分离、洗涤、干燥、煅烧、成型或还原等工序，制得成品催化剂。
广泛用于高含量的非贵金属、金属氧化物、金属盐催化剂或催化剂载体。
沉淀法有：①共沉淀法,将催化剂所需的两个或两个以上的组分同时沉淀的一种方法。
其特点是一次操作可以同时得到几个组分，而且各个组分的分布比较均匀。
如果组分之间形成固体溶液，那么分散度更为理想。
为了避免各个组分的分步沉淀,各金属盐的浓度沉淀剂的浓度、介质的pH值及其他条件都须满足各个组分一起沉淀的要求。
②均匀沉淀法,首先使待沉淀溶液与沉淀剂母体充分混合，造成一个十分均匀的体系，然后调节温度，逐渐提高pH值，或在体系中逐渐生成沉淀剂等，创造形成沉淀的条件，使沉淀缓慢地进行，以制取颗粒十分均匀而比较纯净的固体。
例如，在铝盐溶液中加入尿素，混合均匀后加热升温至90～100℃,此时体系中各处的尿素同时水解，放出OH离子：于是氢氧化铝沉淀可在整个体系中均匀地形成。
③超均匀沉淀法,以缓冲剂将两种反应物暂时隔开，然后迅速混合，在瞬间内使整个体系在各处同时形成一个均匀的过饱和溶液，可使沉淀颗粒大小一致，组分分布均匀。
苯选择加氢的镍／氧化硅催化剂的制法是：在沉淀槽中，底部装入硅酸钠溶液，中层隔以硝酸钠缓冲剂，上层放置酸化硝酸镍，然后骤然搅拌，静置一段时间，便析出超均匀的沉淀物。
④浸渍沉淀法,在浸渍法的基础上辅以均匀沉淀法，即在浸渍液中预先配入沉淀剂母体，待浸渍操作完成后加热升温，使待沉淀组分沉积在载体表面上。
3、混合法多组分催化剂在压片、挤条等成型之前,一般都要经历这一步骤。
此法设备简单，操作方便，产品化学组成稳定，可用于制备高含量的多组分催化剂，尤其是混合氧化物催化剂，但此法分散度较低。
混合可在任何两相间进行，可以是液-固混合(湿式混合)，也可以是固-固混合（干式混合）。
混合的目的：一是促进物料间的均匀分布，提高分散度；二是产生新的物理性质(塑性)，便于成型，并提高机械强度。
混合法的薄弱环节是多相体系混合和增塑的程度。
固-固颗粒的混合不能达到象两种流体那样的完全混合，只有整体的均匀性而无局部的均匀性。
为了改善混合的均匀性，增加催化剂的表面积，提高丸粒的机械稳定性，可在固体混合物料中加入表面活性剂。
由于固体粉末在同表面活性剂溶液的相互作用下增强了物质交换过程，可以获得分布均匀的高分散催化剂。
4、离子交换法此法用离子交换剂作载体，以反离子的形式引入活性组分，制备高分散、大表面的负载型金属或金属离子催化剂，尤其适用于低含量、高利用率的贵金属催化剂制备，也是均相催化剂多相化和沸石分子筛改性的常用方法。
5、热熔融法借高温条件将催化剂的各个组分熔合成为均匀分布的混合体、氧化物固体溶液或合金固体溶液，以制取特殊性能的催化剂。
一些需要高温熔炼的催化剂都用这种方法。
主要用于氨合成熔铁催化剂、费-托合成催化剂、兰尼骨架催化剂等的制备。
熔炼温度、环境气氛、冷却速度或退火温度对产品质量都有影响。
固体溶液必须在高温下才能形成，熔炼温度显得特别重要。
提高熔炼温度，还能降低熔浆的粘度，加快组分间的扩散。
采用快速冷却工艺，让熔浆在短时间内迅速淬冷，一方面可以防止分步结晶，维持既得的均匀性；另一方面可以产生内应力，得到晶粒细小的产品。
退火温度对合金的相组成影响较大, 例如, 在Ni-Al合金中NiAl和NiAl的组成与退火温度有关, 提高温度会增加 NiAl的含量。
沥滤（溶出）Ni-Al合金中的Al组分时，碱液的浓度、浸溶时间、浸溶温度对骨架镍的粒子大小、孔结构、比表面、催化活性均有影响。
6、滚涂法将活性组分粘浆置于可摇动的容器中，无孔载体小球布于其上，经过一段时间的滚动，活性组分便逐渐粘附在载体表面。
为了提高涂布效果，有时还要添加粘结剂。
由于活性组分容易剥离，滚涂法已不常用。
7、锚定法均相催化剂的多相化在20世纪60年代开始引人注目。
这是因为均相络合物催化剂的基础研究有了新的进展，其中有些催化剂的活性、选择性很好，但由于分离、回收、再生工序繁琐，难于应用到工业生产中去。
因此，如何把可溶性的金属络合物变为固体催化剂，成为当务之急。
络合物催化剂一旦实现了载体化，就有可能兼备均相催化剂和多相催化剂的长处，避免它们各自的不足。
锚定法是将活性组分（比做船）通过化学键合方式（比做锚）定位在载体表面（比做港）上。
此法多以有机高分子、离子交换树脂或无机物为载体，负载铑、钯、铂、钴、镍等过渡金属络合物。
能与过渡金属络合物化学键合的载体的表面上有某些功能团（或经化学处理后接上功能团）,例如－X、-CHX、-OH等基团。
将这类载体与膦、胂或胺反应，使之膦化、胂化、胺化。
再利用这些引上载体表面的磷、砷、氮原子的孤对电子与络合物中心金属离子进行配位络合，可以制得化学键合的固相化催化剂。
如果在载体表面上连接两个或多个活性基团，制成多功能固相化催化剂，则在一个催化剂装置中可以完成多步合成。
二催化剂的设计程序级成型1、雾成型将配置好的溶胶或悬浮液压过高压（约100千克力／厘米）喷头，在干燥塔内喷雾分散，经热风干燥后成为微球状干凝胶，粒度范围30～200微米。
2、油柱成型将原料溶液分为两路，按一定的流速比例打入低压（几千克力／厘米）喷头,在喷头内迅速混合并形成溶胶，离开喷头后以小液滴状态分散在温热的轻油或变压器油柱中，几秒内凝结成水凝胶，干品呈微球或小球状，微球粒度70～800微米,小球粒度2～5毫米。
喷雾成型和油柱成型所得的产品，形状规则，表面光滑，机械强度良好。
微球催化剂用于沸腾床反应器，小球催化剂用于固定床或移动床反应器。
硅胶、铝胶、硅铝胶、分子筛催化剂或载体常用此法成型。
凝胶的粒度可由喷头的压力调节，压力愈高，粒度愈小。
3、转动成型根据固体粉末和粘结剂的毛细管吸力或表面张力凝集成球的原理，把干燥的粉末放在回转着的、倾斜30°～60°的转盘里,喷入雾状粘结剂(例如水),润湿了的局部粉末先粘结为粒度很小的颗粒，称为核。
随着转盘的连续运动，核逐渐成长为圆球，较大的圆球摩擦系数小，浮在表面滚动，符合粒度要求时便从转盘下边沿滚出。
为使成型顺利进行，最好加入少量预先制备好的核。
利用不同的粉料和粘结剂，可分层成球，还可以制备蛋壳形或蛋黄型催化剂。
4、挤条成型滤饼或粉末加入适当的粘结剂，经碾压捏和之后便形成塑性良好的泥状粘浆。
利用活塞或螺旋迫使浆料通过多孔板，切成几乎等长等径的条形圆柱体或环柱体，经干燥、煅烧便得产品。
碾压、捏和常在轮碾机中进行，以获得满意的粘着性能和润湿性能。
5、压片成型将许多粉末物料制成外形一致、大小均匀、机械强度高的片状圆柱体或环柱体。
这类成型对于高压、高气速反应特别有利。
压片在由钢质冲钉和冲模组成的压片机中进行，所使用的压力必须低于引起冲钉和冲模发生永久形变的极限。
在通常的压片机内，只有莫氏硬度不大于4的几类物料能得到满意的结果;而对于刚性粉末，在压片前需要加入塑性粘结剂，借以改善凝结效果。
三催化剂活化在催化剂制备过程中,成型或干燥后的产物，通常还是以氢氧化物、氧化物、硝酸盐、碳酸盐或铵盐等形式存在,既不是催化剂所需要的化学状态,也尚未具备较为合适的物理结构，对反应不能起催化作用，处在钝化状态。
当把它们进一步煅烧分解或脱水、还原、氧化、硫化、羟基化，使之具备一定性质和数量的活性中心后，便转变为活泼态催化剂。
这类处理过程称为催化剂的活化。
1、煅烧有的钝态催化剂只经过煅烧处理便具有催化活性。
例如，对于一些氧化物催化剂，煅烧就是活化。
有的催化剂（如金属催化剂），煅烧后还要进一步还原。
煅烧处理的目的大致可以归纳如下：①通过物料的热分解，除去化学结合水和挥发性物质（如二氧化碳、二氧化氮、氨等）,使之转变为所需的化学成分;②通过固态反应、互溶、再结晶，获得一定的晶型、微晶粒度、孔径和比表面等;③使微晶适当烧结,提高产品的机械强度。
2、还原煅烧过的催化剂，相当多数以高价的氧化物形式存在，尚未具备催化活性，必须用氢气或其他还原性物质还原成为活泼的金属或低价氧化物。
催化剂的还原通常在反应器内进行，有的催化剂要求在专用设备内预先还原,并轻度钝化以便保存。
这类预还原催化剂,使用时稍加活化，就能投入生产。
(百度文库)。