負載型固體超強酸催化劑的制備及催化性能研究.pdf

1、固體酸催化劑因其較高的選擇性和活性，以及較高的重復使用率，在多種化學反應中被使用。作為綠色環(huán)保型催化材料，固體酸催化劑在催化劑行業(yè)中備受關注。傳統(tǒng)的液體酸催化劑，如H2SO4、 HF、HNO3，易腐蝕設備、難以循環(huán)利用，并且會對環(huán)境造成重大污染，這與我們所提倡的“綠色化學”理念相違背。為此，必須改進化學工藝，使用高效率且減少污染環(huán)境的新型催化劑。因此，固體酸催化劑應運而生，它無毒、不腐蝕設備、能重復利用、不污染環(huán)境，并且固體酸催化劑還具

2、有活性高、選擇性高、易與反應物分離、副反應少、重復使用率高等特點，因此替代了傳統(tǒng)的液體酸催化劑被廣泛應用，成為化學催化劑研究中的熱點，發(fā)展迅速。
　　本論文采用浸漬法制備了SO42-/ZrO2固體酸，并在SO42-/ZrO2中摻雜入稀土元素La以及用羥基磷灰石(HAP)負載SO42-/ZrO2對固體酸進行改性，制備了一系列的固體超強酸催化劑。通過XRD、TEM測定表征催化劑結構，并通過滴定法測定催化劑酸量，利用正丁醇和檸檬酸的酯化

3、反應考察樣品的催化活性，探討催化機理。本文主要內容有:
　　(i)采用浸漬法制備SO42-/ZrO2固體酸，較好的制備條件是600℃下煅燒3h。在正丁醇和一水合檸檬酸反應中最佳的酯化反應條件是正丁醇與一水合檸檬酸的摩爾比為4.5，催化劑SO42-/ZrO2用量為一水合檸檬酸質量的1.5％，反應時間為4h，酯化率達87.5％。催化劑樣品回收重復使用5次后，酯化率為84.3％。
　　(ii)采用沉淀浸漬法制備了SO42-/ZrO

4、2-La2O3超強固體酸，較好的制備條件是:600℃下煅燒3h、La摻雜量為4％。合成檸檬酸三丁酯的最佳反應條件是醇酸摩爾比為4.5，催化劑用量為一水合檸檬酸質量的1.5％，反應時間為4h，酯化率達97.26％。催化劑樣品回收重復使用5次后，酯化率為95.47％。探討了SO42-/ZrO2-La2O3超強固體酸酸位中心的可能機理。
　　(iii)采用水熱法和浸漬法制備了HAP和ZrOCl2/HAP，較佳的制備條件是:ZrOCl2的