固体超强酸解读
固体超强酸用于FCC汽油催化氧化脱硫的研究的开题报告
固体超强酸用于FCC汽油催化氧化脱硫的研究的开题报告一、研究背景及意义随着环保意识的增强和对清洁能源的不断追求，汽油的清洁生产变得越来越受到关注。
氧化脱硫是汽油清洁生产中的重要步骤，其中催化氧化脱硫技术是一种十分有效的方法。
催化剂是催化氧化脱硫的关键，目前常用的催化剂为传统的氧化铝催化剂和Y沸石催化剂，但这些催化剂存在低活性、容易中毒等不足。
固体超强酸因其极高的酸强度、高的热稳定性、高的表面积等特性，在化学合成、分离纯化、催化反应等方面广受关注。
目前，固体超强酸在石油化工领域得到了广泛的应用，尤其是在催化反应中。
因此，研究固体超强酸用于FCC汽油催化氧化脱硫技术的可行性及效果具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容及方法本研究旨在探究固体超强酸用于FCC汽油催化氧化脱硫的可行性和效果。
首先，通过文献研究了解固体超强酸在催化反应中的特性和应用现状，并对FCC汽油催化氧化脱硫技术进行深入了解。
其次，设计实验方案，选取几种合适的固体超强酸，并制备固体超强酸催化剂。
然后，采用物理化学表征手段（如XRD、TEM、BET等）对制备的催化剂进行表征，分析其性质及结构。
最后，通过反应器实验，探究不同催化剂对FCC汽油催化氧化脱硫的性能表现，寻找最优催化剂，并对催化反应进行机理探究。
三、研究进展和预期成果目前，大部分研究都是针对液体催化剂进行催化氧化脱硫反应的研究，而固体超强酸作为一种新型催化剂，其在FCC汽油催化氧化脱硫方面的研究还很少。
因此，本研究对于固体超强酸用于FCC汽油催化氧化脱硫的研究，有望获得一些新的发现，促进固体超强酸在催化反应中的应用。
同时，预期成果包括：制备出一种高效的固体超强酸催化剂，研究其对FCC汽油催化氧化脱硫的性能表现，并对其催化机理进行探究。
SO42-ZrO2固体超强酸催化剂1
摘要近年来，随着环境保护要求的提高，人们迫切希望替代石油和化学工业中一些重要反应所使用的环境不友好催化剂，如：HF、H2SO4、H3PO4和AlCl3等。
固体超强酸能在较低温度下活化共价的C-H和C-C键，且兼具多相催化剂的可再生性和液体超强酸的高活性和高选择性的优点，极有可能成为这些环境不友好催化剂的替代品，创立一批无环境污染的清洁工艺。
SO42-/M x O y型固体超强酸，尤其是SO42-/ZrO2具有不腐蚀反应装置，环境友好，可在高温下重复使用等优点，近三十年来一直受到国内外催化研究者的广泛关注。
与常用的固体酸催化剂相比，它们的最大优点是酸强度高，弥补了前者在酸强度方面的不足，满足强酸催化反应的需要。
而且它们容易使底物的C-H和C-C键活化，形成碳正离子，促使酸催化反应在相对较低的温度下进行。
从而节省能耗，减少副反应，并且有利于生成高辛烷值的支链烃。
因此，是一类很有应用潜力的新型绿色催化材料。
本文综述了SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂的结构与性质、制备方法以及在各类反应中的应用进展，总结了SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂的催化性能，并预测了今后的发展方向和应用前景。
关键词：SO42-/ZrO2；固体超强酸；催化剂；异构化AbstractRecently,with the increasing of environmental constrains,the environmental unfriendly catalysts used in petrochemical industry, such as HF,H2SO4,H3PO4and A1C13,are urgent to be substituted by new clean catalysts. Solid superacids are capable of activating the covalent C-H and C-C bonds at lower temperatures,and reveal all the advantages of heterogeneous catalysts such as regenerability coupled with the benefits of liquid superacids such as high activity and selectivity. They are possible to become the substitute of those environmentally unfriendly catalysts,and thus a number of environmental friendly processes may be established.SO42-/M x O y type solid superacids,especially SO42-/ZrO2,have attracted much attention in the last 30 years,because they are noncorrosive,environmentally friendly and reusable at high temperatures. Compared with traditional solid acid catalysts,the typical feature of these solid superacids is that they are highly acidic. Thus,they make up the deficiency in acid strength for the former acid catalysts,and meet the requirement for the strong acid-catalyzed reactions.Mover,they are easy to activate C-H and C-C bonds of the substrates,and catalyze the reaction at relatively low temperatures. As a result,energy can be saved and side reactions are decreased. Also branched hydrocarbons with high octane number are favored to produce. Therefore,they are recognized as a class of novel catalytic materials which are green and have potential application.The article mainly summarized the structure and properties,preparation method and application of SO42-/ZrO2type solid superacid catalysts in every reaction,and in restigated the catalytic properties of the catalyst simultaneity,we also prospected its application research progess as well as the future research direction.Keywords：SO42-/ZrO2；solid superacid；catalyst；isomerization目录第1章概述 (1)1.1 前言 (1)1.2 固体超强酸的定义 (1)1.3 固体超强酸的分类 (2)第2章固体超强酸的结构性质及影响因素 (3)2.1 SO42-/M x O y型超强酸酸结构性质 (3)2.2 SO42-/ZrO2超强酸中心结构性质 (4)2.3 影响SO42-/ZrO2性质的因素 (6)2.3.1 SO42-/ZrO2比表面积 (6)2.3.2 SO42-/ZrO2晶型 (6)2.3.3 SO42-/ZrO2酸强度 (6)第3章SO42-/ZrO2固体超强酸的合成制备方法 (8)3.1 固体超强酸的合成制备方法 (8)3.2 SO42-/ZrO2固体超强酸的合成制备方法 (8)3.2.1 纳米ZrO2的常规制备方法 (8)3.2.2 合成制备SO42-/ZrO2固体超强酸 (12)第4章SO42-/ZrO2固体超强酸催化性能的研究 (15)4.1 SO42-/ZrO2的酸性研究 (15)4.2 SO42-/ZrO2化学催化性能研究 (16)4.2.1 酯化反应 (16)4.2.2饱和烃的异构化反应和裂解反应 (17)4.2.3齐聚反应 (18)4.2.4 F-C酰基化反应 (19)4.2.5 氧化反应和脱氢反应 (19)4.3 SO42-/ZrO2的改性研究 (20)第5章SO42-/ZrO2固体超强酸的应用进展 (22)5.1 概述 (22)5.2 SO42-/ZrO2在酯化反应中的应用 (22)5.2.1 固体超强酸催化乙酸丁酯的研究 (22)5.2.2 丁酸丁酯的研究 (23)5.2.3 一元酸脂的合成 (23)5.2.4 SO42-/ZrO2固体超强酸催化合成MGH (24)5.3 烷烃异构化方面的应用 (25)5.3.1 氢化异构化 (25)5.3.2 正戊烷的异构化 (25)5.4 SO42-/ZrO2烷基化反应的应用 (27)5.4.1 异丁烷和丁烯的烷基化反应 (27)5.4.2 芳烃及其衍生物的烷基化反应 (27)5.5 SO42-/ZrO2苄基化反应的应用 (28)5.6 SO42-/ZrO2催化缩合的应用 (28)5.6.1 SO42-/ZrO2催化合成环己酮1，2-丙二醇缩酮 (28)5.6.2 固体超强酸催化剂SO42-/ZrO2在缩醛反应中的应用 (28)5.7 SO42-/ZrO2催化硝化芳烃 (29)5.8 SO42-/ZrO2酰基化反应 (29)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (43)第1章概述1.1 前言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。
固体超强酸催化剂的酸性测定常用方法
固体超强酸催化剂的酸性测定常用方法
固体酸催化剂的表征方法与工业应用实例
表格1固体超强酸的酸性测定常用方法
侧定方法原理准确度及其它
Hammett指示剂法具有不同pK值的有机物在酸
性介质上反应而引起的颜色
变化
不适宜有色催化剂的侧定.该
方法在某些情况下具有不确
定性，必须用其它方法进行佐
证，才能得出最后结论
减性分子(如氨、毗咬、正丁胺等)的程序升温脱附(TPD) 碱性分子在不同中心上吸附
强度的差异导致其脱附温度
的不同，由此而形成的谱图。
强酸易导致吸附质的的分解，
欲用TPD表征固休超强酸的
酸性，需要找到一种拢氧化性
的适当的碱性探针分子。
特征吸附光谱法利用氨、毗嘴等吸附质与固体
表面的酸中心作用形成特征
频率的波谱，以此来区分不同
类型的酸中心
红外光谱法较常用，但难于准
确定量，电子自旋共振技术比
较繁琐但方法准确
分光光度法[8j 指示剂在不同酸介质中引起
的吸收波的转移
该法的关键是选择适当的指
示溶剂
模型反应
正丁烷或环己烷是相对德定的分子，但固体超强酸能在室温下使之发生骨架异构，用IR鉴定异构产物.以此判断催化剂是否是超强酸
易行且可靠。
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。
固体超强酸的发展与应用
本科生毕业论文（设计）题目固体超强酸的发展与应用姓名曹悦学号201332502002 院系理工学院专业化学工程与工艺指导教师曹子平职称副教授2015年04 月20日曲阜师范大学教务处制目录摘要： (3)关键词： (3)Abstract (3)Key words (3)引言 (3)1 超强固体酸的概述 (4)1.1 固体超强酸的含义 (4)1.2 固体超强酸的分类 (4)1.2.2 不含卤素的固体超强酸 (4)2 各类固体酸催化剂的研究近况 (6)2.1固载化液体酸 (6)2.2简单氧化物 (6)2.3硫化物 (6)2.4金属盐 (6)2.5杂多酸固体酸 (6)3 固体酸催化剂的应用 (7)3.1固体酸催化剂对二甲醚水蒸气重整制氢过程的影响 (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)致谢 (9)参考文献 (9)固体超强酸的发展与应用化学专业学生曹悦指导教师曹子平摘要：以浓硫酸为催化剂的工业反应存在着污染环境和工艺生产复杂等缺点。
因此，开发对环境友好的高效固体酸催化剂具有重要意义。
由于固体超强酸具有催化活性高，比液体催化剂易分离处理、无污染、工艺过程简单等优点，近年来受到广泛关注。
本文综述了固体超强酸催化剂的研究进展及在有机合成和精细化学品合成中的应用，并对其定义、分类、制备等方面作了阐述，还对其今后的发展方向和应用前景进行了预测。
关键词：固体超强酸、催化剂超强酸应用Development and application of solid super acidStudent majoring in Chemistry CaoYueTutor CaoZipingAbstractSulfuric acid as a catalyst for the reaction of industrial has many shortcomings. For example, the pollution of environment, the complexity and difficulty of producing process. Therefore, it is very important that we should develop the solid acid which is environment – friendly and efficient. Because the super solid acid has higher catalytic activity than the liquid catalyst and its separation process is so easy and non–polluting. So it received extensive attention in recent years. This paper summarizes the super solid acid catalysts’ definition, classification, preparation, process, application on organic synthesis and fine chemicals synthesis and predicts its research and application direction on the future.Key words: Super solid acid; Catalysts; Super acid; Application引言酸催化反应, 尤其是固体酸催化反应, 早已在工业上应用。
关于超强酸的知识
超强酸种类、性质及其用途超强酸的发现：在很长的一段时间内，人们认为王水就是酸中之王，是最强的酸了，因为即使是黄金，遇到王水也会像“泥牛入海”一样很快变的无影无踪。
直到有一天奥莱教授和他的学生偶然发现了一种奇特的溶液，它能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛，人们才知道其实王水并不是最强的酸，还有比它强的酸，这就是魔酸，又叫超强酸，也称为超酸。
从成分上看，超强酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。
它们的酸性强的令人难以置信，比如氢氟酸和五氟化铅按1∶0.3（摩尔比）混合时，它的酸性是浓硫酸的1亿倍；按1∶1混合时，它的酸性是浓硫酸的10亿倍。
所以王水在它们面前只能是“小巫见大巫”。
由于超强酸的酸性和腐蚀性强的出奇，所以过去一些极难或根本无法实现的化学反应，在超强酸的条件下便能顺利进行。
比如正丁烷，在超强酸的作用下，可以发生碳氢键的断裂，生成氢气，也可以发生碳键的断裂，生成甲烷，还可以发生异构化生成异丁烷，这些都是普通酸做不到的。
自从奥莱教授和他的学生发现超强酸以后，人们又开始研究起强酸，可以说是他们重新点燃了人们研究强酸的兴趣。
迄今为止，化学家已找到了多种新的超强酸。
也许在不久的将来还会发现更多的超强酸。
现在已知的几种，除了可以做酸性催化剂外，还可以做有机化合物或无机化合物的质子化剂，至于在其他领域有没有应用还等待人们去发现。
超强酸的主要类型：a. 布朗斯特超酸，如HF、HClO4、HSO3Cl、HSO3F和HSO3CF3等，室温下为液体，本身为酸性极强的溶剂。
b. 路易斯超酸：SbF5、AsF5、TaF5和NbF5等，其中SbF5是目前已知最强的路易斯酸，可用于制备正碳离子和魔酸等共轭超酸。
c. 共轭布朗斯特—路易斯超酸：包括一些由布朗斯特和路易斯酸组成的体系。
如：H2SO4·SO3(H2S2O7)；H2SO4·B(OH)3；HSO3F·SbF5；HSO3F等。
d. 固体超酸:硫酸处理的氧化物TiO2·H2SO4；ZrO2·H2SO4；路易斯酸处理的TiO2·SiO2等。
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。
固体超强酸的制备、表征及其在酯化反应中的应用
固体超强酸的制备、表征及其在酯化反应中的应用嘿，朋友们！今天咱们来聊聊固体超强酸，这可是化学界的超级厉害角色呢，就像化学世界里的超人一样。
固体超强酸的制备啊，就像是在玩一场神秘的魔法游戏。
科学家们像是魔法师，把各种原料混合搅拌，加热冷却，就为了创造出这个超强酸。
它的制备过程就像是精心烹饪一道超级复杂的菜肴，差一点调料或者火候不对，可能就做不出完美的固体超强酸啦。
那怎么知道这个固体超强酸到底好不好呢？这就需要表征啦。
表征就像是给固体超强酸做个体检，各种高科技手段就像X光、B超之类的。
通过这些手段，我们能清楚地看到它的内部结构，就像看清楚超人的骨骼和肌肉一样神奇。
说到固体超强酸在酯化反应中的应用，那可真是大显身手啊。
你知道酯化反应吧，就像两个小伙伴，一个是醇（比如乙醇，C₂H₅OH），一个是羧酸（比如乙酸，CH₃COOH），它们俩要结合在一起，变成酯（乙酸乙酯，CH₃COOC₂H₅）。
这个过程就像两个人拉手结婚一样，反应方程式是：CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O。
可是这个反应有时候就像两个害羞的人，进展很慢。
这时候固体超强酸就像一个超级媒婆，大大加快这个反应的速度。
它站在旁边，对着醇和羧酸喊：“你们俩快点拉手呀！”在固体超强酸的催化下，这个反应就像开了挂一样，迅速进行。
固体超强酸的催化效率高得夸张，就像一辆超级跑车，一下子就把酯化反应这个“小目标”给带到终点。
而且它还很稳定，不像有些催化剂，稍微有点风吹草动就不行了。
它就像一个坚强的战士，不管周围环境怎么变化，都能稳稳地催化酯化反应。
使用固体超强酸还有一个好处呢，就像打扫卫生很方便一样。
它很容易从反应体系中分离出来，不像一些液体催化剂，和反应产物混在一起，分都分不开，就像纠缠不清的藤蔓。
它在工业上的应用也很多，就像到处都有它的粉丝一样。
在香料制造中，那些香香的酯类很多都是靠固体超强酸催化合成的。
比如说合成菠萝香味的酯，有了固体超强酸，就像有了一把快速制造香味的钥匙。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
研究采取的措施
首先在期刊网查阅大量资料并筛选出 有用资料，并进行分析、阅读 ，然后再实 验室中进行实验，并通过一系列实验现象 和数据进行归纳和总结，并与老师和同学 进行了讨论，加深并优化实验，最后得出 结论并撰写论文。
创新点
通常制备固体酸催化剂需要将其进行高 温焙烧,这种方法产生的能耗很大,不利于实 现“绿色化学”的目标。而微波加热技术是 一种新型的加热技术,具有快速高效、节省 能耗、环保和操作方便易于控制等优点,目 前已广泛的应用于无机、有机、分析、环 境、催化和材料化学等领域。
• 黄飞; 屈飞强; 任晓琼; 李建华; 吴文芳微波协同固体超强酸催化合成香料肉桂 酸环己酯.食品工业科技(2014-11-24 )
自己的见解
•
绿色化学已经成为化学工业的目标,固
体酸催化剂克服了液体酸难以与体系分离、
对设备腐蚀严重以及对环境造成污染等缺
点,被广泛的应用于有机反应中,是很有应用
前景的环境友好型绿色催化剂。本课题值
2004(05) • 菅盘铭,徐林,张景辉. 纳米固体超强酸的制备及表征[J]. 光散射学报. 2003(04) • 郑大中,刘红英. 微波辐射在化工领域应用的新进展与发展趋势[J]. 四川化工与腐蚀控
制. 2001(02)
• 盛文兵; 黄珍辉; 傅榕赓; 黄培; 彭彩云固体酸(TiO_2/Fe3+)催化对硝基苯甲酸 乙酯合成的研究.中国现代药物应用(2012-08)
得研究。
请各位老师批评指正！
毕业论文进度安排
Hale Waihona Puke （1）2015.10.10-10.17 期刊网查阅大量资
料并筛选出有用资料与老师交流；
（2）2015.10.18-10.21
领试剂
（3）2015.10.22-11.22
做实验
（4）2015.11.23-2016.1.10 写论文
（5）2016.3.1
答辩
参考文献
.张萍,刘占荣,牛辉. SO42-/MxOy型固体超强酸的形成机理及研究趋势[J]. 河北化工.
论文选题的意义
目前工业上大多采用浓硫酸催 化合成。虽然价格低廉，催化性高， 但反应复杂，副产物多，后续处理 麻烦。对设备腐蚀严重，有废酸排 出对环境污染大。
实验原理
COOH NO2
C2H5OH
固体超强酸
COOC2H5
H2O
NO2
研究内容
• 以微波协助固体强酸为催化剂，催化 对硝基苯甲酸酯化合成对硝基苯甲酸乙酯 酯。并探究和考察催化剂用量、反应时间、 微波功率、酸醇比、催化剂重复使用对反 应产率的影响，及其与常规加热对比找到 一个使其产率最优的点。
固体超强酸 SO42- / Fe2O3 催化合成对硝基苯甲酸乙酯
报告人：刘娟 指导老师：丁满花
论文选题的意义
对硝基苯甲酸是一种用于防 治皮革制品，软塞产品和某些色料 霉变的强有效杀菌剂，也是用于生 产局部麻醉剂苯佐卡因，丁卡因盐 酸盐及镇咳药等的医药中间体。此 外，它还是制备对氨基苯甲酸乙酯 的主要原料。