介孔鋯基固體超強(qiáng)酸的制備及其催化性能研究.pdf

1、鋯基固體超強(qiáng)酸具有酸性強(qiáng)、活性好、選擇性高、易與產(chǎn)物分離、不腐蝕設(shè)備、環(huán)境污染小、重復(fù)使用性能好等優(yōu)點(diǎn)，是一種綠色高效、安全環(huán)保的新型催化劑。然而，由于SO42-/ZrO2固體超強(qiáng)酸存在穩(wěn)定性較差、表面活性組分易流失、重復(fù)使用性不佳等缺陷，使其進(jìn)一步工業(yè)化應(yīng)用受到了限制。本文研究了介孔WO3-CeO2-ZrO2(WCZ)和介孔SO42-/CeO2-ZrO2(SCZ)固體超強(qiáng)酸的制備方法，以乙酸正丁酯的合成反應(yīng)為探針，對(duì)所制催化劑的活性進(jìn)

2、行了測(cè)試;利用XRD、Raman光譜、FT-IR、N2吸附-脫附、TEM、NH3-TPD等手段對(duì)催化劑的物相組成、結(jié)構(gòu)、酸強(qiáng)度及酸量進(jìn)行了表征;對(duì)催化劑的重復(fù)使用及再生進(jìn)行了研究，并開展了催化劑在乳酸丁酯和檸檬酸三丁酯合成中的應(yīng)用研究。主要結(jié)果如下:
　　(1)最佳制備條件所得介孔WCZ具有超強(qiáng)酸性，物相組成為單一的四方相ZrO2，比表面積為176.1 m2/g，平均孔徑為3.70 nm，孔體積為0.20 cm3/g，乙酸轉(zhuǎn)化率為

3、97.28％。摻雜適量稀土元素Ce有助于維持四方相ZrO2的穩(wěn)定，添加適量活性組分WO3能有效提升催化劑的穩(wěn)定性。稀土元素Ce的摻雜、活性組分WO3的添加以及介孔結(jié)構(gòu)的引入，能夠有效提高其酸強(qiáng)度和酸量，從而顯著改善鋯基固體超強(qiáng)酸的活性、重復(fù)使用性及其穩(wěn)定性。
　　(2)最佳制備條件所得介孔SCZ具有超強(qiáng)酸結(jié)構(gòu)，物相組成為單一的四方相ZrO2，比表面積為185.5 m2/g，平均孔徑為3.6 nm，孔體積為0.21 cm3/g，乙酸