掺钴固体超强酸SO4 SnO2的制备和结构表征.pdf

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1、第22卷第6期化学研究与应用Vo1．22．No．62010年6月ChemicalResearchandApplicationJun．，2010文章编号：1004—1656(2010)06-0678-05掺钴固体超强酸SO4／SnO2的制备和结构表征郭海福，陈少峰，闫鹏(1．肇庆学院化学化工学院，广东肇庆526061；2．内蒙古工业大学，内蒙古呼和浩特010051)摘要：掺杂钻对固体超强酸S04／SnO：进行改性，将其应用于乙酸和正丁醇的酯化反应，考察制备条件(钻离子浓度和焙烧温度)对催化性能的影响，

2、发现引人一定浓度的钴离子能提高催化剂在酯化反应中的活性，在焙烧温度为500℃时，催化剂具有较高的活性；利用傅里叶红外光谱、x射线衍射、热重差热分析等测试手段对催化剂酸性、晶型和活性组分含量进行研究。关键词：固体超强酸SO4／SnO；钻；制备；表征中图分类号：0611．4文献标识码：A自HiromiMatsuhashi等¨发现固体超强酸水，调节溶液的pH值为8，室温下静置陈化，过夜后5042"／Sr10：在特定反应中表现出比S042"／ZrO：具抽滤，滤饼经质量分数为4％的醋酸铵溶液洗涤至有更强的酸性

3、，许多催化工作者开始关注对此类pH值等于7，在110℃下干燥，即可得到前驱体sn超强酸催化剂的研究。由于单一基体催化剂普遍(OH)；前驱体研磨过110目筛。在搅拌下溶于3．存在比表面积小、酸性不易调节、稳定性较差等问0mol／L的硫酸溶液，抽滤后置于110℃的烘箱中干题【2]，因此对S042-／M。0，催化剂进行改进成为对燥，然后经马弗炉焙烧2h，即得催化剂S042"／Sn0，记作SS。该类催化剂研究的热点。从报道来看，研究工作Co／S042-SnO2的制备：将Co(NO3)2·6H20者多采用在S

4、042／M0的基础上引入第二或第三溶于3．0mol／L的硫酸溶液，制得不同浓度硝酸钴组分进行改性，这些掺杂金属一般在加碱沉淀时和硫酸混合溶液。取前躯体Sn(OH)(2g)在搅形成氢氧化物，再经浸酸焙烧得到复合式超强酸拌下浸渍于上述溶液(按15ml／g)2h，使Co和催化剂-5]。而将掺杂金属以离子方式引入掺杂SO负载于Sn(OH)上，抽滤后置于110℃的烘到固体超强酸中的研究不多’，本文通过引入钴箱中干燥，然后经马弗炉在设定温度下焙烧2h，离子，制得新型固体超强酸酸催化剂Co／SO一即得Co／S04

5、2-SnO：固体超强酸催化剂，记作SnO，以乙酸正丁酯合成反应考察了制备条件对C／SS。其催化活性的影响。利用傅里叶红外光谱、x射1．2催化活性评价线衍射、热重差热分析等测试手段对催化剂酸性、以乙酸和正丁醇的酯化反应中乙酸的转化率晶型和活性组分含量进行研究。对催化剂活性进行评价。将一定摩尔比的乙酸和正丁醇加入装有油水分离器、回流冷凝管、磁力搅1实验部分拌器和分水器的三颈瓶中。磁力搅拌，在体系回流温度为90±2qC下反应2h，滤出催化剂。反应1．1催化剂的制备的酯化率采用国标GB．1668．81酸值法

6、计算。S04／SnO2的制备：将一定质量的SnC14·5H201．3催化剂的表征溶于去离子水，配制成质量分数为5％的锡盐溶液，FrIR光谱由Shimadzu(岛津)公司FTIR-在快速搅拌条件下缓慢滴加质量分数为25％的氨8400S型红外光谱仪测定，KBr压片，室温条件下收稿日期：2009-03-25；修回日期：2009-06-05基金项目：广东省自然科学基金资助项目(7010338)；肇庆市科技计划项目(2008G004)联系人简介：郭海福(1959一)，男，教授，硕士生导师，主要从事催化、精细化

7、工的研究。Email：guohaifu@zqu．edu．ca第6期郭海福等：掺钴固体超强酸S042／Sn0：的制备和结构表征679记录；2．3催化剂的重复使用性XRD采用日本理学公司D／max一11A型X射将钻离子浓度为0．75mol／L，焙烧温度为线衍射仪，Cu的Kct辐射(=0．15406rim)，管电500％制备的催化剂C／SS应用于乙酸正丁酯酯化压40kV，管电流30mA，扫描速率omin～，步进角反应，按条件1．2反应后，过滤出催化剂，循环使用度0．02。，扫描范围20从lO。到80。；催

8、化剂五次，其循环使用次数与酯化率关系见表3。热重差热分析由日本Shimadzu(岛津)公司表3使用次数与催化性能的关系Table3RelationbetweenusingrunsDTG-60H型差热．热重分析仪检测。程序升温由室温ofcatalystandesterificationrate至900~C，升温速率2O℃／min，以空气为流动气氛。2结果与讨论2．1钴离子浓度对催化性能的影响取不同钴离子的催化剂于500℃下焙烧2h，制备的催化剂初活性较好，随着使用次数的