固体超强酸催化剂改性研究进展
固体超强酸催化剂在烷烃异构化中的研究报告进展
东北石油大学本科学生毕业设计（论文）题目：固体超强酸催化剂在烷烃异构化中的研究进展摘要烷烃异构化加工工艺作为提高汽油辛烷值的手段，具有费用低、操作灵活、节省资源等优点，日益受到人们的关注。
在烷烃异构化工艺过程中催化剂起着重大的作用，因此对烷烃异构化催化剂的研究显得尤为重要。
而固体超强酸催化剂不仅具有较强的酸性，而且其应用性能更具有其它催化剂不可比拟的优点，如对环境友好、热稳定性较高、容易制备与保存、易与反应产物分离、可反复使用等，因而被认为是最有前途的异构化催化剂，具有广阔的应用前景。
本文主要以正戊烷异构化为例，综述了烷烃异构化各类催化剂使用的工艺条件，性能差异及优缺点，重点分析讨论固体超强酸催化剂在异构化上的应用。
关键词：异构化；固体超强酸；催化；应用AbstractAlkane isomerization process as a means of improving octane number of gasoline,has the advantages of low cost,flexible operation, save resources,etc.,increasing people's attention.The catalyst plays a significant role in the isomerization process,and therefore the study of alkane isomerization catalyst is particularly important.The solid super acid catalyst not only has a strong acidity,and its application has the advantage of better performance unmatched by other catalysts,such as environmentally friendly,high thermal stability,ease of preparation and preservation,easily separated from the reaction products, be used repeatedly etc.,which is considered the most promising isomerization catalyst,has broad application prospects. This paper mainly summarizes the alkane isomerization catalyst used in all kinds of conditions, performance differences, advantages and disadvantages taking example of Pentane Isomerization, focusing on the analysis of solid super acid catalyst in the isomerization.Key words :isomerization; solid superacid; catalysis; application. - -目录第1章概述 (1)1.1烷烃异构化的目的和意义 (1)1.2烷烃异构化的研究现状和发展 (3)第2章烷烃异构化机理 (1)2.1 烷烃异构化反应热力学影响因素 (1)2.2正碳离子及其反应 (1)2.3 烷烃异构化反应的一般机理 (5)第3章烷烃异构化工艺中的催化剂类型 (8)3.1传统烷烃异构化催化剂 (8)3.2新型烷烃异构化催化剂 (9)第4章固体超强酸催化剂在烷烃异构化的研究124.1固体超强酸分类 (12)4.2固体超强酸的制备 (13)4.3 影响固体超强酸性能的因素154.4 固体超强酸的改性 (17)4.5 固体超强酸的失活与再生 (19)结束语22参考文献 (23)致27第1章概述1.1烷烃异构化的目的和意义在过去很长一段时间里，通常采用加入四乙基铅或其化合物来提高汽油的辛烷值，但铅化合物对环境造成污染。
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)
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。
1/ 3关键词：二氧化钛；改性；固体超强酸；甲基橙；光催化降解ABSTRACT Nano-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 ofthe catalyst. Mic...3/ 3。
贵金属改性固体超强酸催化剂研究进展
１ 贵金属 改性 固体超强酸催化剂
添 加 贵 金属 （ Ｐ ｔ 、Ｐ ｄ ） 对抑 制 催化 剂 积碳 或 改 善
这两 类超 强酸 催化 剂 中，根据 氧化 物 的不 同，又 分
为锆 系 固体超 强酸 、钛 系 固体 超 强酸 、铁系 固体超 强酸 、复 合金 属氧化 物 型固体 超 强酸等 。这 些 固体 超 强酸催化 剂存 在着 酸 中心 易流失 、 寿命 短等 问题 ，
ｄ ｕ ａ ｌ — ｆ ｕｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｖ ｅ ａ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｐｏ ｔ ｅ ｎｔ ｉ ａ ｌ ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｏ ｒ ｇａ ｎｉ ｃ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ．Ｔｈｉ ｓ ｐａ ｐｅ ｒ ｄ ｅ ａ ｌ ｓ
２ ０ １ ３年 ｌ １ 月 第 ３ ４卷 第 ｓ ｌ 期
贵 金 属
Ｐｒ ｅ ｃ ｉ ｏ ｕｓ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｓ
ＮＯ Ｖ ．２ Ｏ１ ３ Ｖｌ ０１ ． ３ ４． Ｎ Ｏ． Ｓｌ
贵金属改性 固体超强酸催 化剂研究进 展
常桥稳，陈家林 ，刘伟平，余 娟 ，晏彩先 ，叶青松 ，姜 婧
ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｍａ ｄ ｅ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｐ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｕ ｍ ａ ｎ ｄ ｐ ａ ｌ ｌ ａ ｄ ｉ ｕ ｍ ｏ ｎ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ
固体超强酸催化剂的研究
外缪长喜 等人用超 临界流体干燥法制 备的 以超细 ｚ ｒ （ ） ： 为载体 的 Ｓ Ｏ ４ ２ － ／ Ｚ ｒ Ｏ ．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 Ｓ Ｏ Ｊ － ／ Ｚ ｒ Ｏ 超强酸 。 这就否认 了以往 晶相 Ｚ ｒ Ｏ 不能制成 固体超强 酸的观
温及液相反应 ，因而比 Ｓ Ｏ 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 １ ９ ７ ９年 Ｏ ｎ ｅ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 Ａ １ Ｃ 一 Ｆ ｅ （ Ｓ ！） Ｏ ， （ １ ：１ ） 混合物 有超强酸性。Ｈ０小于一 １ ３ ． ７ ５ 。对戊 烷异构化 有较高的催化活性 ， 在室温下反应 ２ ５ ｈ 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 ｘ Ｒ作为 载物， （ 如Ｓ ｂ Ｆ 、 Ｔ ａ Ｆ 等路易斯 酸） ，以 Ⅲ、Ⅳ族无机氧化物 （ ＡＩ ： Ｏ ， 、Ｓ ｉ Ｏ 、
Ｔ ｉ Ｏ 、Ｚ ｒ Ｏ ： 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Ｓ Ｏ 。 ｒ （ ） 在空气 中长时间放置后 ， 只需在
３ ５ ０ ℃－ ４ ０ ０ ￣ Ｃ 下加热 １ ｈ将表面的吸附水除去 即可恢复活性 ；（ ２） 其表面吸附的 Ｓ Ｏ ， 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） Ｓ １２ Ｏ － ／ Ｗ， Ｏ ， 型 固体超强酸 １ ９ ７ ９ 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 ５ ０ ０ ℃高温下 应用的 Ｓ Ｏ ｝ － ／ Ｗ。 Ｏ ， 型固体超强 酸。它是 以某 些金属氧化物为载体 ， 以Ｓ １２ Ｏ － 为负载物的固 体催化剂 。 其优 点有 ： （ １ ） 对水稳定性很好 ，
固体酸催化剂的研究进展
3.2固体超强酸类
1996年,尤迚茂等考察了SO2-4/ZrO2催化合成苹果酯-B的 最佳条件,当乙酰乙酸乙酯0.077mol,1,2-丙二醇0.093mol,苯 50ml,回流分水2～2.5h,乙酰乙酸乙酯转化率达95%以上,苹 果酯-B 收率为74.6%。
3.3杂多酸类
• 近年来,用杂多酸催化合成缩醛(酮)的研究也丌少。张晋芬 等首次将杂多酸应用于缩醛(酮)的合成,优化条件下,钨磷酸 用量为环己酮的6%～7%,缩乙二醇收率78.8%,缩1,2-丙二 醇收率达68.8%,在此优化条件下,苯甲醛缩1,2-丙二醇收率 达52.4%。谭日红研究了用钼磷酸催合成苹果酯,当钼磷酸 /乙酰乙酸乙酯=0.5g/mol时,苹果酯最好收率达83%。后来 ,
4 固体酸催化剂的发展前景
• 由于Байду номын сангаас机盐价廉易得，开发其在精细有机合成中的催化作 用具有重要意义。通过改变缩羰基化试剂为环氧化物，原 子利用率为100%，可实现环保型合成，但需寻找适当的
高活性固体酸催化剂。
5 固体酸催化剂应用遇到的主要问题
5.1目前在合成酯的反应中，固体超强酸对酯化具有一定的活 性，且选择性高，但是也存在问题，主要是催化剂寽命短、 活性低。如果能解决这些问题，它必将成为很有前途的催化 剂。还有固体超强酸在较低反应温度条件下活性丌高，在较 高反应温度下副反应多、易失活，使用寽命短。
二.固体酸催化剂在缩醛(酮)合成中的应用
• 2.1固体催化合成缩醛（酮）类化合物的意义
缩醛(酮)类化合物具有优于母体醛(酮)香气,性质较醛(酮) 稳定,因而深受广大调香人员的重视,常用于酒类、软饮料 、冰淇淋、化妆品等的调香和定香。醛(酮)转化成缩醛 (酮)必须在酸催化作用下才能顺利迚行。固体酸中心和均 相催化酸中心在本质上是一致的,而固体酸催化剂具有易 分离回收、易活化再生、高温稳定性好、便于化工连续操 作、且腐蚀小的特点,所以,研究和开发固体酸在催化合成 缩醛(酮)中的应用具有更实际的意义。
固体超酸及其应用研究进展
固体超酸及其应用研究进展摘要：目前已制备的超酸种类繁多，它具有极强的酸性和高介电常数，在化学合成工业中是一种良好的催化剂。
本文对超强酸的定义、酸度的测定进行了简单介绍。
固体超强酸是近年来发展的一种新型催化材料，进一步综述了固体超强酸的分类、制备方法，例举了一些学者制备的新的固体超强酸催化剂。
重点是介绍固体超强酸催化剂在有机化学反应中的应用。
指出了固体超强酸的优点和一些不足。
最后指出了今后固体超强酸催化剂的发展方向。
关键词：超酸；固体超酸；催化剂；应用；发展Abstract: The acid has been prepared over a wide range, it has a very strong acid and high dielectric constant, it is a good catalyst in the chemical synthesis industry. In this paper, the defi niti on of super acid, acidity determ in ati on for a brief in troducti on.Solid superacid is a new type of catalytic material in recent years. the classification of solid superacids and preparation methods are described. New solid superacid catalysts are in troduced. solid superacid catalysts are applied in orga nic react ions which is the key in the article. Pointing out the advantages of solid superacids and some shortcomings. Finally,developme nt trends of solid superacid catalysts are put forward.Key words:Superacid; solid superacid; catalyst; applicati on; developme nt1超酸的简单介绍1.1超酸的定义超强酸是指酸强度比100 %的硫酸还要强的酸，特酸度函数HO < -11.94 的酸。
固体酸催化剂的研究进展
固体酸催化剂的研究进展固体酸催化剂是一种具有固体酸特性的材料，具有催化反应的能力。
相比于液体酸催化剂，固体酸催化剂具有结构稳定、可重复使用、废气处理效果好等优点，因此在各个领域得到了广泛的应用。
本文将重点介绍固体酸催化剂的研究进展。
固体酸催化剂的种类很多，常见的有氧化铝、分子筛、硼氢化钠、钨酸等。
这些材料都具有高度离子化的氧化物表面，能够吸附和活化反应物，在反应中起到催化剂的作用。
其中，分子筛是最常用的固体酸催化剂之一，具有孔道结构和可调变的酸性等特点，广泛应用于转化反应、酸碱中和反应、环氧化反应、酯化反应等。
催化剂结构的设计与调控是指通过合成方法和表面改性来控制催化剂的结构特征，以优化其催化性能。
例如，可以通过调控分子筛孔道结构的孔径大小和酸性位点的浓度，来控制反应物分子在孔道内的扩散和反应速率，从而提高催化剂的选择性和活性。
此外，还可以通过改变催化剂的掺杂元素、控制晶格缺陷和表面缺陷等方法，来调控催化剂的酸性和还原性，进一步提高催化剂的活性。
催化剂活性的提高是指通过合理设计催化剂的物理化学性质和表面活性位点，以提高催化剂在特定反应中的催化性能。
例如，可以通过增加催化剂的表面酸性位点、提高活性位点的分布均匀性、调控催化剂的空间电子结构等方法，来增加催化剂与反应物之间的相互作用，提高反应速率和选择性。
此外，还可以通过金属掺杂、负载等手段，来提高催化剂的稳定性和抗中毒性，延长催化剂的使用寿命。
除了催化剂的结构设计和活性提高，固体酸催化剂的研究还涉及到反应机理的探索和反应条件的优化。
通过对催化反应的原位表征、理论模拟和实验研究，可以揭示反应的微观机理和关键步骤，为催化剂的设计和优化提供理论依据。
而通过对反应条件的优化，可以调节反应物浓度、反应温度、反应时间等参数，以提高反应的转化率和选择性。
综上所述，固体酸催化剂的研究进展主要包括催化剂结构的设计与调控、催化剂活性的提高、反应机理的探索和反应条件的优化等方面。
固体酸催化剂的研究进展
固体酸催化剂的研究进展基于氧化物的固体酸催化剂包括铝酸盐、硅酸盐、锡酸盐、钛酸盐等。
这类催化剂在油脂加氢、异构化、酯交换等反应中表现出良好的活性和选择性。
基于有机酸或离子的固体酸催化剂包括离子交换树脂、功能化SO42-团的SiO2等。
这类催化剂可以通过选择合适的有机酸或离子来调控其酸性，从而实现对不同反应的催化。
1.新型固体酸催化剂的合成和性能调控：研究人员通过改变催化剂的成分、结构和形貌等因素来提升其催化性能。
例如，将不同金属掺杂到氧化物催化剂中可以增强其酸性和抗齿型能力；采用纳米材料可以提高催化剂的比表面积和催化活性。
2.固体酸催化剂在有机合成中的应用：固体酸催化剂在有机合成中有着广泛的应用。
例如，通过固体酸催化剂可以实现简单、高效的醇醚化反应、酯化反应、甘氨酸催化羰基垂直三聚化反应等。
3.固体酸催化剂的工业应用：固体酸催化剂在化学工业中有很大的应用潜力。
例如，ZSM-5型分子筛催化剂在石油加氢和秋冬菜籽原料酯化反应中具有广泛的工业应用。
随着工业化生产的需求，研究人员还在努力提高固体酸催化剂的稳定性、降低成本以及开发新的催化反应。
4.固体酸催化剂的表征和反应机制研究：为了更好地理解固体酸催化剂的性能和反应机制，研究人员也在进行催化剂的表征和反应机制研究。
例如，通过催化剂表面酸性的测试，研究催化剂表面酸性位点的分布和性质；通过理论计算和反应动力学模拟，研究催化反应的速率控制步骤和反应途径。
总之，固体酸催化剂作为一类重要的催化剂，在有机合成、化学工业以及环境保护等领域都有着广泛的应用前景。
未来的研究还需进一步提高固体酸催化剂的活性和稳定性，并且深入理解其反应机制，以满足不同领域的应用需求。
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固体超强酸催化剂改性研究进展
固体超强酸催化剂是一种重要的催化材料，具有广泛的应用前景。
近年来，固体超强酸催化剂改性研究得到了广泛关注。
本文将从超强酸催化剂的性质和结构、催化剂的改性方法以及改性对催化性能的影响三个方面对固体超强酸催化剂改性研究进展进行探讨。
首先，固体超强酸催化剂的性质和结构对其催化性能具有重要影响。
传统的超强酸催化剂主要以氧化硫酸铁为代表。
随着研究的深入，人们发现了许多新型的固体超强酸催化剂。
例如，氧化钒、氧化铼、氧化碘等催化剂也具有超强酸性。
此外，固体超强酸催化剂的结构也对其催化性能起着重要作用。
人们通过调控催化剂的孔结构大小、壁厚度、晶型等来提高催化剂的活性和选择性。
其次，催化剂的改性方法主要分为物理改性和化学改性两种。
物理改性主要是通过改变催化剂的物理性质来提高其催化活性，如高温处理、爆炸治疗、离子注入等。
化学改性则是通过引入其他化合物或形成复合材料来改善催化剂的催化性能，如负载改性、金属离子改性、阳离子改性等。
这些改性方法可以有效地调控催化剂的酸性、碱性、导电性等性质，从而提高其催化活性和稳定性。
最后，改性对固体超强酸催化剂的催化性能影响较大。
一方面，改性可以有效地提高催化剂的活性和选择性。
例如，将贵金属纳米颗粒与催化剂负载在一起可以提高催化剂的活性；引入碱金属离子可以提高催化剂的选择性。
另一方面，改性也可以增加催化剂的稳定性。
例如，通过负载改性可以减少催化剂的失活速度；引入稀土离子可以提高催化剂的耐高温性能。
综上所述，固体超强酸催化剂改性研究已取得了一系列重要进展。
通过调控催化剂的性质和结构、采用物理和化学改性方法，可以显著提高固体超强酸催化剂的活性、选择性和稳定性。
随着对催化剂改性机理的深入研究，相信未来固体超强酸催化剂改性研究将取得更加突破性的进展。