新型固體酸制備與應(yīng)用中的紅外光譜表征.pdf

1、利用可再生的生物質(zhì)作為原料來制備固體酸催化材料，無論是從環(huán)保角度考慮，還是對現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)革新方面來說，都符合現(xiàn)代綠色化學(xué)的發(fā)展要求，有可能成為新型固體酸材料開發(fā)的新途徑。本文采用傅立葉變換紅外光譜透射法和漫反射法對制備的新型固體酸材料進(jìn)行研究。主要的工作有： 1)利用傅立葉變換紅外光譜測定硫酸炭化棉花過程中纖維素結(jié)構(gòu)的變化以及對制備的棉炭磺酸進(jìn)行定性分析。研究表明：(1)棉花在硫酸炭化過程中大量的羥基基團(tuán)從棉纖維中脫掉，纖

2、維素結(jié)構(gòu)發(fā)生分解，脂肪鏈斷裂，形成芳香稠環(huán)結(jié)構(gòu)的棉炭。(2)棉炭磺化后，磺酸基團(tuán)成為芳香稠環(huán)的取代基，得到新型的固體棉炭磺酸材料。此外，利用紅外光譜透射法研究了硫酸濃度、反應(yīng)溫度及反應(yīng)時間對硫酸炭化棉花其結(jié)構(gòu)變化的影響。結(jié)果得出高溫、長時間的炭化反應(yīng)利于形成更大的芳香稠環(huán)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)但是最適宜磺化的炭化條件是用80 wt％硫酸在80 ℃溫度下炭化棉花3 h，制出的棉炭磺酸的酸量達(dá)2.58mmol·g<'-1>。 2)對減壓條件下低溫

3、熱解竹屑得到不同炭化程度的竹炭用傅立葉變換紅外光譜透射法進(jìn)行表征，研究了溫度對竹屑熱解炭化過程中物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)變化的影響。對不同炭化程度的竹炭產(chǎn)品用發(fā)煙硫酸磺化制得竹炭磺酸。此外，對比了磷酸催化熱解炭化和硫酸液相脫水炭化竹屑所得竹炭磺化前后及其吸附吡啶的漫反射紅外光譜圖，紅外光譜法證明竹炭磺酸是存在磺酸基團(tuán)的質(zhì)子酸，從而得到新型的竹炭基固體磺酸材料。 3)HTS系列分子篩常溫下吸附吡啶飽和蒸氣，原位漫反射紅外光譜法對升溫脫附吡啶進(jìn)