介孔碳基固體酸催化劑的制備及其性能研究.pdf

1、固體酸催化劑具有高的催化活性、高的選擇性、無腐蝕、環(huán)境友好型、可重復利用等優(yōu)點，受到研究者的廣泛關(guān)注。常見的固體酸催化劑如硫酸化金屬氧化物（SO42-/MxOy型固體酸）、沸石分子篩等雖然具有較高的催化活性，但是存在活性組分易脫落、重復使用性差等缺點。碳基固體酸具有熱穩(wěn)定性高、催化活性高、重復使用性好等優(yōu)點，成為當今固體酸研究領(lǐng)域的熱點之一。傳統(tǒng)的碳基固體酸催化劑存在比表面積低、多孔性差、碳化溫度高、酸度相對較低等缺點。因此設(shè)計合成具有

2、高比表面積、優(yōu)越的多孔性、高酸度的綠色介孔碳基固體酸催化劑成為研究的重點。本論文以介孔碳基固體酸催化劑為研究對象，采用不同的方法制備了一系列具有高比表面積、高酸度的介孔碳基固體酸材料。同時，運用SEM、TEM、XRD、N2吸附-脫附等技術(shù)對固體酸材料的性質(zhì)結(jié)構(gòu)進行表征，并研究其催化脂肪酸或大豆油與短鏈醇的酯化或酯交換反應(yīng)的催化性能。具體的研究內(nèi)容如下:
　　1、以葡萄糖為碳源，介孔氧化硅(SBA-15)為載體，通過低溫水熱法制備介

3、孔碳硅復合材料，再采用后嫁接法經(jīng)濃硫酸磺酸化處理，獲得具有高比表面積的、高酸度的、高催化性能的、優(yōu)越的穩(wěn)定性和重復使用性的磺酸化介孔碳硅復合固體酸催化劑，并研究其催化油酸與甲醇的酯化反應(yīng)的催化活性。
　　2、運用H2O2氧化修飾法，改善高溫碳化的硬模板法制備的有序介孔碳材料的親水性，從而制備多功能基團修飾的、高酸度的磺酸化介孔碳固體酸，并研究其催化脂肪酸與短鏈醇（甲醇、乙醇）的酯化反應(yīng)的催化活性，結(jié)果表明經(jīng)H2O2氧化修飾后的介孔

4、碳固體酸的催化活性是傳統(tǒng)方法制備的介孔碳固體酸催化活性的2倍。
　　3、濃硫酸酸化處理軟模板法制備介孔碳材料，通過調(diào)控碳化溫度制備具有高酸度的、優(yōu)越介孔結(jié)構(gòu)的磺酸化介孔碳固體酸，并研究其催化油酸與甲醇的酯化反應(yīng)催化活性。結(jié)果表明，低溫碳化(400℃)的軟模板法制備的介孔碳固體酸不但具有高的酸度(2.09mmolH+g-1)而且具有優(yōu)越的介孔結(jié)構(gòu)，解決了碳化溫度、固體酸酸度、材料介孔結(jié)構(gòu)三者之間的矛盾問題。
　　4、采用ZnC