固体超酸及其应用研究进展

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固体酸催化剂在酯化反应中的研究进展

固体酸催化剂在酯化反应中的研究进展

酯化或者酯交换 反应 中为 了使反应充分 ,往往会 加入过量的 醇 ,而过量 的醇 又促进 酸性树 脂 的溶胀 ,促使 大量大分 子的 反应物可以扩散到催化剂 内部 的酸性位点进行反应。 2 沸石分 子筛
物 ,是强酸性大孔 阳离子交换树脂 。这两种有机 酸树脂都 已
沸 石 分 子 筛 在 酯 化 反 应 中具 有 优 良 的反 应 活 性 。 Si一0
结构方面 Nation和 Amberlyst一15材料 本身都具有 较小
国内外学者在该领域 研究 中取得 的进展 。这些 固体 酸催化 的孔容和 比表面积 ,分别 小于 5 am /g和 50 m /g,但是 当浸
剂 主 要 包 括 有 机 酸 树 脂 、沸 石 分 子 筛 、微 孔 硅 、杂 多 酸 、硫 酸 渍 极 性 溶 剂 后 ,材 料 溶 胀 并 且 变 成 大 孔 材 料 。交 联 的 聚 合 物
中 图 分类 号 :TQ314.24 2
文 献 标X(2016)03—0041—02
Research Progress on Esterification Catalyzed by Solid Acids Wang Danjun,Zheng Huaan,Zhang Shengjun,Zhu Minli
经商业化生产并应 用于多种 工业 反应 ,例如 甲基 叔丁基醚合 一 AJ产 生 Brsnsted酸 和 Lewis酸 ,因此 改 变 SWA1比 ,酸 性 能
成 、双酚 A合成 、叔丁 醇脱 水制 备异 丁 烯 、丙 烷水 合二 丙醇 和 催 化 活 性 也 随 之 改 变 。 一 般 情 况 下 ,随 Si/A1比增 多 酸 性
分 子筛 、微 孔 硅 、杂 多 酸 、硫 酸金 属氧 化 物 和 双 金 属 氧 化 物 )的结 构 、酸 性 能 、反 应 活性 关 系 等 。展 望 了 固体 酸 催 化 剂在 酯 化 反 应 在

松香的改性与应用研究进展

松香的改性与应用研究进展

松香的改性与应用研究进展松香是我国丰富的可再生资源,年产量达60余万吨,居世界第一位。

它是由一系列树脂酸组成的,具有独特的化学结构和多个手性中心,结构中的羧基和菲环骨架可以进行一系列的化学改性,是一种天然的手性源材料。

松香经过化学改性可以得到一系列深加工产品,广泛应用于日常生活中的各个领域,在国民经济发展中起到举足轻重的作用。

这些深加工产品的价值比原料松香提到2-10倍,甚至数十倍,目前我国主要以出口脂松香创汇。

我国是脂松香出口量最大的国家,占世界贸易量的60%左右,许多发达国家从我国进口原料松香,经过一系列深加工后产品又返销回中国,对我国的资源保护和经济发展十分不利。

我国对松香深加工利用率为35%,相比之下,欧美等发达国家对松香的深加工利用率接近100%,存在着很大的差距。

因此,开展松香改性研究,开发出符合我国市场需求的深加工松香产品不仅对国家和地方经济的发展,而且对我国林业资源的合理开发和利用以及目前工业节能降耗都有十分重要的意义。

作为松香主要成分的树脂酸是一种具有两个化学反应活性中心——羧酸和双键的化学活性物质,通过这两个反应活性中心就可以引进刻钟原子或基团,从而赋予松香具有所希望的性质,达到改性的目的,从而改变松香的理性性能,大大拓展了松香的应用领域,形成了种类繁多的松香衍生产品。

1松香的组成与结构松香的组成随着原料产地和加工方法的不同而不同。

松香是多种树脂酸和少量脂肪酸以及中性物质的混合物,其中树脂酸是主要成分,约占其总量的90%以上。

树脂酸是一类分子式为C19 H29COOH的同分异构体的总称,是具有三环菲骨架的含有两个双键的一元羧酸。

常见的树脂酸因烷基和双键位置的不同而分为三类:枞酸型树脂和异海松树脂酸、二环型树脂酸(或称劳丹型酸)。

2松香的深加工研究为了消除松香的一些缺陷,提高其使用价值,可以利用松香树脂酸结构中的双键和羧基两个化学反应活性中心进行松香改性和制备松香衍生物。

松香改性是通过双键以引进适当的基团达到改性的目的。

固体超强酸催化剂的制备实验报告(一)

固体超强酸催化剂的制备实验报告(一)

固体超强酸催化剂的制备实验报告(一)制备固体超强酸催化剂实验报告实验目的通过固相法制备出一种具有超强酸性的固体酸催化剂,并研究其催化性能。

实验原理固相法又称凝胶法,是指通过将溶解有机金属化合物和有机酸等物质的溶液浸泡在无机固体载体中,再通过干燥和煅烧等步骤将有机化合物转化为无机氧化物,最终得到具有特定功能的催化剂。

在本实验中,我们利用AlCl3和HSO3CF3等化合物制备出具有超强酸性的ZrO2-Al2O3复合载体固体酸催化剂。

实验步骤1.准备载体:将0.24mol的ZrO2和0.02mol的Al2O3混合均匀,将其放入到烧杯中,加入足够的水,搅拌均匀后水浴加热至100℃,持续搅拌3小时,使其充分分散,形成颗粒状物。

2.溶解AlCl3:将0.02mol的AlCl3加入到绝对乙醇中,搅拌均匀并加热至70℃,进行溶解,得到淡黄色溶液。

3.溶解HSO3CF3:将0.02mol的HSO3CF3加入到绝对乙醇中,搅拌均匀,并加热至70℃进行溶解,得到透明的淡黄色溶液。

4.加入固体载体:将2.5g的干燥载体通过烘干得到的粉末加入到AlCl3和HSO3CF3的混合溶液中,搅拌均匀,混合物变为黄色。

5.进行氧化:将混合物转移到培养皿中,用烘箱在120℃下烘干4小时,然后升温至500℃,保温2小时,得到固体超强酸催化剂。

实验结果制备得到的固体超强酸催化剂为黄色粉末状,粉末颗粒大小均匀,无结块现象。

利用该催化剂可将蒽与苯乙烯通过[4+2]环加成反应,产生了3,6-二甲基-9-苯基萘,表明该催化剂具有良好的催化性能。

实验结论通过固相法制备的固体超强酸催化剂具有良好的催化性能,可用于有机化学反应的催化。

同时,制备过程简单,成本相对低廉,易于工业化生产。

实验注意事项1.实验过程中要注意安全,避免接触有毒有害溶剂。

2.载体的制备过程中,水和乙醇的比例要控制,以免形成团块。

3.加入固体载体的过程中,要均匀搅拌,混合物均匀。

4.进行氧化的过程中,要控制烘干和烧结的温度,保证制备得到的固体酸催化剂具有良好的性能。

化学论文 固体超强酸概述

 化学论文  固体超强酸概述

固体超强酸概述摘要:当下环保呼声日益高涨、可持续发展日益被重视,环境污染问题已是非解决不可。

固体超强酸被认为是具有广泛的工业应用前景的环境友好的催化剂之一,因而,对其进行综合论述和研究具有十分重要的意义。

本文从固体超强酸的性质和定义、分类、合成方法(各方法的原理、影响因素及如何影响)、表征(酸中心模型、酸性、酸强度、酸结构)及固体超强酸催化剂在烷基化反应、异构化反应、脱水反应、缩醛反应、酯化反应的应用这五方面对其进行了综述。

关键词:固体超强酸;催化剂;应用在化学工业生产中,很多有机化学反应的进行需要酸催化,包括酯化反应、烷基化、酰基化、聚合反应、异构化、氧化反应、醇的脱水反应,还有些如硝化、氢化、羟基化、重排反应、氢交换、降解、卤化、氯化苯以及氯化烷烃的还原等,工业生产上大量使用液体酸进行催化。

这些液体常规酸包括硫酸、氢氟酸、磷酸等,它们在反应中表现出很好的催化性能,但缺点也很明显。

液体酸容易腐蚀仪器、难于和产物分离、造成大量污水排放,对环境带来了很大的危害。

固体酸催化剂的研究历史由来己久,随着人们环保意识的增强以及各国政府相继制定越来越严格的环保法规,相比较传统的液体酸催化剂,固体酸催化剂自身的优势也逐渐引起科学家们的兴趣和重视,对它们的研究热潮一浪高过一浪。

当我们喊出建设和谐社会和可持续发展的社会口号时,环保催化剂的研发也应引起人们的重视。

羧酸酯在工业上的用途非常广泛,工业上合成羧酸酯一直采用浓硫酸为催化剂,由于浓硫酸存在一些人所共知的缺点,国内外学者一直在研究新的催化剂来取代浓硫酸。

目前文献报道的酯化反应催化剂有很多,但绝大部分仅限于实验室研究,几乎未见工业化报道,其中固体超强酸就是一种新型酯化反应催化剂。

自1979年Hino等合成ZrO2/SO42-和TiO2/SO42-以来,这种催化剂由于具有不腐蚀设备、不污染环境、催化反应温度低、稳定性能好、制备方法简便、处理条件易行、便于工业化、有很好的应用前景,而得到了广泛的研究和应用。

耐水性固体酸﹑碱催化剂的应用

耐水性固体酸﹑碱催化剂的应用

• 环氧丙烷与脂肪醇加成反应的催化剂有酸、 碱、某些盐类和氧化物,其中主要是酸、 碱催化剂。碱性催化剂的特点是反应较平 稳,副产物少,产物主要是伯醚;而酸性 催化剂活性较高,但易生成副产物,产物 中仲醚含量甚高,因此选择合适的催化剂 非常关键。
固体酸催化剂
• 由于液体酸催化剂存在一定的腐蚀性,且产品的 后处理较为麻烦,人们又开发了合成丙二醇醚的固 体酸催化剂。用固体酸催化剂催化合成丙二醇醚 反应具有活性高、产物分子量分布窄、流程简单、 催化剂与产物易于分离等优点,因此受到世界各 国研究者的青睐。从已发表的文献和专利来看, 用于催化合成丙二醇醚的固体酸催化剂主要有离 子交换粘土、阳离子交换树脂、改性氧化铝和沸 石分子筛等。
• 按催化剂作用机理分类 1.酸-碱型催化剂 2.氧化-还原型催化剂 3.配合型催化剂 其他分类方法:催化剂的元素及化合态、 催化剂来源、催化单元反应、工业类型等 等。
固体酸碱定义
• • • • • • Brönsted酸碱质子理论定义 固体酸是指一类能够给出质子的固体。 固体碱是指一类能够接受质子的固体。 Lewis酸碱电子理论定义 固体酸是指一类能够接受电子对的固体。 固体碱是指一类能够给出电子对的固体。
生物柴油生产原料路线大概分为四类
生物柴油生产原料 应用国家或地区
菜籽油 欧盟国家
大豆油
废弃油脂 含油作物的种子
美国
中国 东南亚地区
根据欧盟委员会资料统计,2006年底全球生物柴油生产 能力已达到1000万吨,生物柴油产量超过600万吨。 2006年底我国有25家生物柴油生产企业,生产能力达到 120万吨,生产原料多以废餐饮油和食品加工企业回收的 废油为主。
固体酸的分类
序 号
名 称
举 例

固体酸催化剂的发展及应用

固体酸催化剂的发展及应用

绿色化学学院:班级:姓名:学号:目录引言 (3)1固体酸催化剂的概念、性质与分类 (3)1.1固体酸催化剂的概念 (3)1.2固体酸催化剂的性质 (3)1. 3固体酸的分类 (4)2各类固体酸催化剂的研究近况 (4)2.1固载化液体酸 (4)2.2简单氧化物 (5)2.3硫化物 (5)2.4金属盐 (5)2.5杂多酸固体酸 (5)2.6阳离子交换树脂 (6)3固体酸催化剂的应用 (6)3.1固体酸催化剂对二甲醯水蒸气重整制氢过程的影响 (6)3.2固体酸催化剂在丙烯酸酯化反应中的合成与应用 (7)3.3固体酸催化酯化酸化油合成生物柴油的研究 (7)3.4固体酸催化剂在缩醛(酮)合成中的应用 (7)4固体酸催化剂存在的一些问题及发展前景 (8)4.1固体酸催化剂在应用中存在的一些问题 (8)4.2固体酸催化剂的发展前景 (8)参考文献 (8)固体酸催化剂的发展及应用引言催化剂(catalyst):是指会诱导化学反应发生改变,而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。

随着现代工业的发展与进展,液体催化剂已完全满足不了化工产品的发展要求,然而新型固体酸催化剂却弥补了当前的一些不足。

固体酸是近年来研究与开发的一种新型酸催化剂,也是具有广泛的工业应用前景的环境友好的催化剂之一,,因而对固体酸的研究具有十分重要的意义,成为当前催化研究的热点之一。

根据固体酸催化剂的特点进行分类,讨论了各类崔化剂的特点。

从而为化工生产提供了有力的发展前景。

关键字:固体酸催化剂丙烯酸酯化缩醛(酮)生物柴油摘要:固体酸酸催化化学反应是化学工业、医药工业广泛涉及到的催化过程,与液体酸催化剂相比,固体酸催化剂具有许多优点。

随着人们环境意识的加强以及环境保护要求的日益严格,固体酸催化剂己成为催化化学的一个研究热点。

特别是在有机合成中显示出了它的优越性。

然而人们通过各种技术手段研发出各类固体酸,运用在各个化工产品的生产中,但是就目前而言还存在一些问题。

多酸

多酸

固体杂多酸种类及其在酯化反应中的催化应用研究进展摘要:杂多化合物是一类含有氧桥的多核配合物,固体杂多酸( 盐) 催化剂以其强酸性、高催化活性、高选择性和对环境友好等优点被誉为新一代催化剂。

本文对固体杂多酸( 盐) 催化剂在酯化反应中的应用研究与进展进行了综述。

关键词:杂多酸( 盐) 催化剂酯化反应进展杂多酸是由中心原子( 如P、Si、Fe、Co 等) 和配位原子( 如Mo、W、V、Nb、Ta等) 按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸。

作为一类新型的催化材料,杂多酸及其盐类化合物以其独特的酸性、“准液相”行为、多功能( 酸、氧化、光电催化) 等优点在催化研究领域中受到研究者们的广泛重视。

对于杂多酸( 盐) 催化剂的研究已有大量的文献报道[ 1~ 11]。

本文从实际应用出发,仅对杂多酸( 盐)作为固体酸催化剂的制备、催化性质、应用研究的最新进展进行评述。

传统的酯化反应催化剂使用最为广泛的是浓硫酸,自从20 世纪70 年代日本成功地把杂多酸催化丙烯水合实现工业化以来,杂多酸( 盐)作为有机合成和石油化学工业中的催化剂已经受到化学家们的广泛关注。

固体酸一般指能使碱性指示剂变色的固体,严格讲,固体酸是指能给出质子( Bronsted 酸)或能够接受孤电子对( Lewis 酸)的固体。

固体酸催化剂按其组成大致分为杂多酸型、无机酸盐、金属氧化物及其复合物、沸石分子筛和阳离子交换树脂等。

固体杂多酸催化剂有纯杂多酸、杂多酸盐和负载型杂多酸( 盐)三种形式[12]。

1.纯杂多酸杂多酸按其阴离子结构可分为Keggin、Dawson、Anderson、Waugh、Silvertong 5种类型。

目前用作催化剂的主要是12系列杂多酸,分子式为HnAB12O40·XH2O(具有Keggin结构的杂多酸),常见的是十二磷钨酸( H3PW12O40·XH2O )、十二硅钨酸( H4SiW12O40·XH2O )、十二磷钼酸( H3PMo12O40·XH2O)、十二钨锗( H4GeW12O40·xH2O) 等。

苯与甲苯傅-克酰化反应用固体酸催化剂的研究进展

苯与甲苯傅-克酰化反应用固体酸催化剂的研究进展
第 5期
苯 与 甲苯傅一克 酰化反 应 用 固体 酸催化 剂的研 究进 展
维普资讯
21
苯 与 甲苯傅 一克 酰化 反 应 用 固体 酸催 化 剂 的研 究进 展
王坤鹏 储 伟 (四 川大 学建筑与 环境 学院 ,成都 ,610065)
罗仕 忠 李 洋 (gs/) ̄l大 学化 工 学院 ,成都 ,610065)
长 ,产物收率 明显增加,最高可达到 96 。Sreeku— Hp分子Байду номын сангаас的“沸石笼”尺寸 ,发现与反应物 、产物的
维普资讯
22
四川化 工
第 9卷 2006年 第 5期
分 子大 小相 匹配 ,解 释 了其 产生 高 “选 择 性催 化 陛 苯甲酸酐反应中,产物芳酮与苯 甲酸在其活性 中心
固体 酸催化 剂 [3]由于催 化 效 果 好 、易 于 分 离 回 收 ,有些还可多次重 复使用 ,对环境友好 ,早 已被广 泛应用于有机反应 的各个领域。近二十多年来,研 究者经过不断尝试 ,已经研发出一些用于苯 和甲苯 酰化反应的高效 、稳定、环保的固体酸催化剂。
(T0F=45.2mmols-1mol-1AIX10 )大 约 为 H一丝 光沸石 的 l1倍 ;H ]用 于 甲苯与苯 甲酰 氯反应 中,苯甲酰氯转 化率为 83.4 ,对位产物选择性为 95.3 。Botella等[8]研究 了 Hp沸石在 甲苯与乙酸 酐于高压釜中反应 的催化效果 ,发现随着 Hp沸石 的 Si/Al摩尔 比减少,产物收率明显下 降。胡拖平 等[9]发现极性溶剂(如硝基苯等)对 Hp沸石催化 甲 苯与乙酸酐的酰化反应有促进作用 ,而非极性溶剂 (如二氧化碳等)可部分抑制催化剂 的活性 ,对反应 不利 。近年来 ,Choudhary等[10,11]在苯 甲酰化制取 二苯 甲酮的反应 中,使用 2O InCl3/S卜MCM-41与
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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。

M.Hino等人报道了首例MxOy/ SQ2-型固体超强酸以来,能在较温和的条件下活化酸催化反应,还具有选择性高副反应少,和反应物分离,设备不腐蚀,重复使用,催化剂处理简单,环境污染少等优点,迅速成为催化剂领域中的研究热点,并代替传统的酸催化剂广泛应用于有机反应中。

同时,复合型固体超强酸催化剂更被人们所关注,NiQ-ZrQ2 SO2-、Fe2Q-ZrQ2/SQ42-、WQZrQJSQ2-等⑴,合结果是进一步提高固体超强酸的酸强度,入其他元素的催化特性并使其综合性能更加优化,而具有更高的应用价值。

然而液体超强酸也还存在一些缺点,比如多含有卤素(尤其是氟) ,使用和处理很不方便;其催化的多为液相反应,而均相催化反应催化剂与生成物混杂不易分离;成本较高等。

另一方面,固体酸催化剂是工业上早已应用的催化剂,但其表面酸性的不足制约了其催化性能,人们迫切需要酸性比Al2Q-SiQ2和沸石还强的固体酸。

总的来说与液体超酸相比,在作催化剂时,固体超强酸具有以下优点[2] : (1)催化剂与生成物容易分离;(2) 催化剂可反复使用;(3)催化剂不会腐蚀反应容器;(4)催化剂废弃时引起公害少;⑸催化剂反应的选择往往比较好。

因此,从70年代中期开始,固体超强酸的出现引起了人们的广泛注意。

1.2超酸的酸度及其测定酸度是指水溶液中的氢离子浓度。

其大小与酸的电离和溶液的浓度有关。

普通无机酸的酸度通常用pH值来标度,即PH=- log[H ]超酸是一种比普通无机酸强106〜10 10倍。

具有极强的质子化能力,极高的酸度。

显然用pH值来标度超酸已远不适用了。

因为在稀的强酸溶液中,酸度跟酸的浓度成正比。

当浓度大于1mol/L时,通过对指示剂的作用,或通过其催化能力体现出来的酸度比通过浓度估算的酸度强得多。

例如,浓度为10mol/L的任一强酸溶液,其酸度是1mol/L浓度时的1000倍。

所以,在高浓度超酸的范围内,一般不再用pH值来标度,而用酸度函数H0来标度超酸的酸度。

1932年,汉默特(L • P - Hammett)提出的酸度1932年,汉默特(L • P- Hammett) 提出的酸度函数H0,用以描述高浓度强酸溶液的酸度。

汉默特(L • P・Hammett)的出发点是:强酸的酸度可通过一种与强酸反应的弱碱指示剂的质子化程度来表示,即+ • • • +BH" " B+H中,H表示强酸;B表示弱碱指示剂,例如P-硝基苯胺、三硝基苯胺等。

因此,酸度函数H0便可表示为根据酸碱平衡原理:s = I H II U I |BH + I I |IB I-log If ]亠 |=-冋TdL 內划芟崗数上“ 而[BH ][B ]代表指示剂的电离比率,可通过紫外一可见光度法 ⑶测得。

汉默特 (L • P- Hammett)测定了 "O-HSO 体系的整个组成范围的H0值。

例如他测得 1OO%H2SO4勺酸度函数H0=-11.9(或-H0=11.9)。

所以,可以结论:凡是H0<11. 9的 酸性体系就是超酸或超强酸。

H0标度可以看作是对pH 标度的补充。

H0和pH 的结 合可用以表述整个浓度范围的酸溶液的酸度。

表一是一些常见重要超酸的酸度函数H0值:表1 常见一些重要超酸(或超强酸)的酸度函数H0值[4]3固体超酸的分类过去,般把固体超强酸分成两大类,含或不含卤素的固体超强酸。

后者主要指金属 氧化物类超强酸,如SO4/等等。

近年来随着固体酸催化剂研究的不断深入, 又进一步把 固体超酸细分为6大类[3](1) 负载型固体超强酸,主要是指把液体超强酸负载于金属氧化物等载体上的一类。

(2) 无机盐复配而成的固体超强酸,如 ALCL3-CU-CL2等(3) 氟代磺酸化离子交换树脂(4) 硫酸根离子改性金属氧化物,如 SO42-/TIO2, SO42-/ZRO2等。

酸 n. 递变规律 从上到.卜 lo g Um 1 ■ 则龙义为]=I - - k> g IB(5) 杂多酸催化剂,主要指具体Keggin结构的固体杂多酸和负载型杂多酸催化剂,Keggin结构中X为中心原子(如P,Si等),M为Mo或W等金属离子。

(6) AICI3与磺酸型离子交换树脂形成的配合物固体超酸当前研究固体超酸最多的是(3)(5)(6),本人在查阅文献时发现,现在许多学者研究的超强酸的分类有的更细如:稀土固体超强酸、无机固体超强酸、磁性固体超强酸、混合固体超强酸、纳米级固体超强酸,纳米复合固体超强酸等等。

4固体超酸的制备目前据文献查阅固体超酸的制备方法大部分采用的是溶胶-凝胶法、沉淀-浸渍法和机械混合法[5]。

所谓沉淀-浸渍法是指包含一种或多种离子的可溶性盐溶液中加入沉淀剂后,于一定温度下使溶液发生水解形成不溶性的氢氧化物或盐类从溶液中析出,并将溶剂或溶液中原有的阴离子洗去烘干得到无定型的氢氧化物。

溶胶-凝胶法是以金属醇盐或金属无机盐为原料经水解和缩聚得溶胶,再进一步缩聚得凝胶,凝胶经干燥,然后用适当浓度的硫酸浸渍,经焙烧可制得纳米光催化剂。

此法制得的粉体纯度高颗粒分散度好,但它烧结性不好,干燥时收缩大易发生团聚现象⑹。

自1979年M.Hino和K.Arata [7 首次合成出SQ2-/MxOy型固体超酸以来,弓I来了人们的广泛重视,人们对固体超强酸进行了大量研究,并合成了一系列无卤素型SQ2-/MxQy固体超强酸体系催化剂⑹。

目前,国内研究固体超强酸所应用的前氧体主要是ZrQ、TiQ2等。

下面是简单介绍一下制备SQ27MxQy型固体超酸的一般工艺⑶:可溶性金属盐沉淀剂、”2对于复合固体超强酸如SQ-/TIQ2-AL2Q3的制备,可以是先混合TI和AL的盐,后沉底;活着是用各自的氢氧化物先混合后再浸泡。

但是人们发现沉淀剂(如NaQH碳酸盐,尿素,氨水)的选择,沉淀方式,浸渍用HSQ的浓度以及浸渍方式(浸泡或喷淋),煅烧温度等,对催化剂的活性,酸强度影响很大。

使用ZrQ,Tio2,Fe2Q等氧化物制备SQ2-/MxQy型催化剂酸强度大,活性高,用AL2Q3 SNQ2等制成的只能是强固体酸,而不能视为超强酸,而使SiQ2,Bi 2QMgQCaQZnQ对F Q Q, I4SQ的适宜浓度为0.25-0.5 moI/L ,对TiQ2,HSQ浓度为0.5-1.0 moI/L ,煅烧温度随金属氧化物的种类,来源的不同而不同,是影响SQhMxQy催化剂酸强度和活性的重要因素。

最近几年许多学者又合成新的固体超强酸,吴思展、徐彬[8]等人在2011年用沉淀- 浸渍法制备了S&N2O催化剂,该课题组发现将F Q O引入S2O82-/V2O5可提高固体超强酸的催化活性,对合成乙酸苄脂有较高的催化活性。

SO2-/V2Q- F Q Q固体超强酸催化剂与浓硫酸催化剂相比,催化活性高,对设备的腐蚀性小,污染小,是一种优良的环境友好催化剂。

另外当摩尔比n(V2Q):n(Fe 2Q)=1.0:1.0,浸渍液(NH)SQ浓度 1.5mol/L,350 C 焙烧3 小时时,所制得的催化剂活性最高。

李家贵、陈渊[9]等人制备了新型固体超强酸Fe2O3/ S2O82-催化剂,并探讨了Fe2O3/ S2Q2「合成催化缩酮的反应的最佳条件。

结果表明:酮(醛)117mmol,苯为带水剂,催化剂FeO/ S2O8用量为原料总质量的8.4 %,酮醇摩尔比为1.0 : 3.0 ,回流反应时间为4h,缩酮平均产率高达95.5 %。

奚立民采用溶胶- 凝胶法制备了新型的纳米固体超强酸催化剂TiO 2/ SO4 。

以纳米固体超强酸催化剂TiO 2/ SO4 为催化剂时, 甲苯硝化的区域选择性和活性提高。

最佳反应条件为:催化剂活化温度600 C ,反应温度60 C , n(硝酸” n(甲苯)=2, w (甲苯)/ w (催化剂)=35 , 反应时间4 h , 甲苯转化率为8714 %, 对位硝基甲苯与邻位硝基甲苯之比(P/O)可达1.52。

莫晓兰、张昭、王优等人[10]对传统沉淀-浸渍法制备SO2-/ZrO2(SZ)工艺进行了改进,探索用一步法制备S乙分别以氯氧化锆(添加硫酸铵引入SCO2-)和硫酸锆为锆源,以氨水为沉淀剂,经水解、水热、洗涤、干燥、焙烧制得高比表面积的SO2-/ZrO2。

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