固体超强酸SO 4 2- /TiO 2 -Al 2 O 3 的制备及其催化合成冰片
发布时间：2021-12-16 20:46
采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了系列SO42-/TiO2-Al2O3固体超强酸催化剂,运用XRD、NH3-TPD、FT-IR、PyFTIR、XPS、SEM等技术手段,研究了复合催化剂材料的结构与性质,初步探讨了固体超强酸SO42-/TiO2-Al2O3催化剂的构效关系,得到适宜的催化剂制备条件为:n（TiO2）/n（Al2O3）=1∶2、硫酸浸渍浓度1mol/L、催化剂焙烧温度500℃。考察了物料物质的量比、催化剂用量、反应时间等对催化合成冰片的影响。结果表明,在物料物质的量比为1∶0.4,催化剂用量为α-蒎烯质量的7%,采用程序升温方式（65℃-1h,75℃-4h,90℃-1h）加热的条件下,固体超强酸SO42-/TiO2
【文章来源】：材料导报. 2017,31(22)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１合成龙脑的反应原理Ｆｉｇ．１Ｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｆｏｒｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｂｏｒｎｅｏｌ催化剂表征及产物分析
片法制备试样，分辨率为５ｃｍ－１，扫描波长范围为４０００～４００ｃｍ－１；ＮＨ３－ＴＰＤ测试条件：升温速率１０℃／ｍｉｎ，１００～９００℃，Ａｒ（Ｎ２）气氛升温，ＮＨ３吸附；ＧＣ－２０１４气相色谱：氢离子火焰检测器，配置ＤＢ－５色谱柱（３０ｍ×０．３２ｍｍ×０．２５μｍ）；气质联用：ＨＰ－５ＭＳ石英毛细管柱（３０ｍ×０．３２ｍｍ×０．２５μｍ）。２结果与讨论２．１不同Ａｌ含量的催化剂的ＸＲＤ分析及其催化性能图２为不同ｎ（ＴｉＯ２）／ｎ（Ａｌ２Ｏ３）的ＳＯ４２－／ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３固体超强酸催化剂在５００℃焙烧条件下的ＸＲＤ谱图。由图２可见，不同ｎ（ＴｉＯ２）／ｎ（Ａｌ２Ｏ３）样品中，ＴｉＯ２以锐钛矿晶相存在，具有锐钛矿相的衍射特征峰，２θ为２５．３°、３７．９°、４８．４°、５５°、６２．７°等，分别对应锐钛矿ＴｉＯ２的（１０１）、（００４）、（２００）、（２１１）、（２０４）等晶面。但随着Ａｌ２Ｏ３加入量的逐渐增加，锐钛矿的衍射峰强度逐渐降低，衍射峰逐渐变宽，表明Ａｌ２Ｏ３图２不同ｎ（ＴｉＯ２）／ｎ（Ａｌ２Ｏ３）的ＳＯ４２－／ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３固体超强酸催化剂的ＸＲＤ谱Ｆｉｇ．２ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｏｆＳＯ４２－／ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３ｓｏｌｉｄｓｕｐｅｒａｃｉｄｃａｔａｌｙｓｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｆｎ（ＴｉＯ２
％２∶１５７．０８２１．６３９４．４５３５．２８１∶１６２．６２２６．３１８９．０９４４．６１１∶２６４．０２２８．２１１００４７．６７１∶３６０．９５２３．１７１００４０．２４１∶４５５．２２２０．６５９２．１４３２．７１Ｎｏｔｅ：ｎ（α－ｐｉｎｅｎｅ）／ｎ（ｏｘａｌｉｃａｃｉｄ）＝１∶０．４，ｗ（ｃａｔａｌｙｓｔ）＝６％，（６５℃－１ｈ、７５℃－４ｈ、９０℃－１ｈ）２．２不同浸渍液浓度的催化剂的ＦＴ－ＩＲ分析及其催化性能图３为不同浸渍液浓度的ＳＯ４２－／ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３固体超强酸催化剂的ＦＴ－ＩＲ分析结果。由图３可以看出，不同浸渍液浓度的４个样品在５００～８００ｃｍ－１范围内都有一吸收峰，这一吸收峰为ＴｉＯ２中的Ｔｉ－Ｏ－Ｔｉ的振动峰；在１６３５ｃｍ－１处均有吸收峰，这是表面复合氧化物吸附水的Ｈ－Ｏ－Ｈ变形振动吸收峰，在１６２０～１６３０ｃｍ－１处均未出现硫酸盐中ＳＯ４２－的Ｓ＝Ｏ伸缩振动峰，表明不存在硫酸根，Ｔｉ和Ａｌ均不是以硫酸盐的形式存在。在１１８２ｃｍ－１附近有较宽的超强酸中心结构的特征峰，表明ＳＯ４２－已经成功负载到催化剂表面，而吸收峰在１２００ｃｍ－１以上时为螯合双配位吸附，在１２００ｃｍ－１以下时为桥式双配位吸附［１９］，表明催化剂表面的ＳＯ４２－以桥式双配位方式吸附在金属离子上。对比图３中的３条曲线（（ａ）、（ｂ）、（ｃ））发现，曲线（ｂ）在１１８２ｃｍ－１处的吸收峰明显强于曲线（ａ）
【参考文献】：
期刊论文
[1]介孔WO3-CeO2-ZrO2固体超强酸的制备与催化性能[J]. 翟龙,许连池,刘曦光,孙武,于少明. 硅酸盐学报. 2016(07)
[2]Ni/TiO2-Al2O3催化剂的制备及其在松节油催化加氢反应中的应用[J]. 韩欢,蒋丽红,王亚明,黄太阳,王红琴. 林产化学与工业. 2016(01)
[3]Comparative pharmacokinetic studies of borneol in mouse plasma and brain by different administrations[J]. Jing-yi ZHAO,Yang LU,Shou-ying DU,Xiao SONG,Jie BAI,Yue WANG (Department of Industrial Pharmacy,School of Chinese Pharmacy,Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100102,China). Journal of Zhejiang University-Science B（Biomedicine & Biotechnology）. 2012(12)
[4]固体超强酸S2O82-/ZrO2-NiO催化α-蒎烯合成龙脑[J]. 杨义文,陈慧宗,李蕾. 精细石油化工进展. 2009(09)
[5]SO42-/Al2O3-TiO2转化纤维素生成乙酰丙酸[J]. 王春英,王攀,漆新华,金朝晖,庄源益. 化工进展. 2009(01)
[6]从松节油制得的食用香料概况[J]. 白芸. 中国食品添加剂. 2006(04)
[7]SO42-/TiO2-Al2O3固体酸催化剂的表征及其催化合成均苯四甲酸四异辛酯[J]. 管国锋,谭强,万辉. 石油化工. 2005(07)
[8]松节油的精细化学利用（Ⅱ）——松节油合成日化香料（上）[J]. 赵振东,刘先章. 林产化工通讯. 2001(02)
[9]Al2O3-TiO2二元氧化物的制备条件对酸性的影响[J]. 朱建飞,朱毅青. 无机化学学报. 1999(04)
[10]固体强酸催化合成冰片的研究[J]. 黎群,黄淑云. 林产化学与工业. 1996(02)
本文编号：3538794
【文章来源】：材料导报. 2017,31(22)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１合成龙脑的反应原理Ｆｉｇ．１Ｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｆｏｒｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｂｏｒｎｅｏｌ催化剂表征及产物分析
片法制备试样，分辨率为５ｃｍ－１，扫描波长范围为４０００～４００ｃｍ－１；ＮＨ３－ＴＰＤ测试条件：升温速率１０℃／ｍｉｎ，１００～９００℃，Ａｒ（Ｎ２）气氛升温，ＮＨ３吸附；ＧＣ－２０１４气相色谱：氢离子火焰检测器，配置ＤＢ－５色谱柱（３０ｍ×０．３２ｍｍ×０．２５μｍ）；气质联用：ＨＰ－５ＭＳ石英毛细管柱（３０ｍ×０．３２ｍｍ×０．２５μｍ）。２结果与讨论２．１不同Ａｌ含量的催化剂的ＸＲＤ分析及其催化性能图２为不同ｎ（ＴｉＯ２）／ｎ（Ａｌ２Ｏ３）的ＳＯ４２－／ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３固体超强酸催化剂在５００℃焙烧条件下的ＸＲＤ谱图。由图２可见，不同ｎ（ＴｉＯ２）／ｎ（Ａｌ２Ｏ３）样品中，ＴｉＯ２以锐钛矿晶相存在，具有锐钛矿相的衍射特征峰，２θ为２５．３°、３７．９°、４８．４°、５５°、６２．７°等，分别对应锐钛矿ＴｉＯ２的（１０１）、（００４）、（２００）、（２１１）、（２０４）等晶面。但随着Ａｌ２Ｏ３加入量的逐渐增加，锐钛矿的衍射峰强度逐渐降低，衍射峰逐渐变宽，表明Ａｌ２Ｏ３图２不同ｎ（ＴｉＯ２）／ｎ（Ａｌ２Ｏ３）的ＳＯ４２－／ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３固体超强酸催化剂的ＸＲＤ谱Ｆｉｇ．２ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｏｆＳＯ４２－／ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３ｓｏｌｉｄｓｕｐｅｒａｃｉｄｃａｔａｌｙｓｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｆｎ（ＴｉＯ２
％２∶１５７．０８２１．６３９４．４５３５．２８１∶１６２．６２２６．３１８９．０９４４．６１１∶２６４．０２２８．２１１００４７．６７１∶３６０．９５２３．１７１００４０．２４１∶４５５．２２２０．６５９２．１４３２．７１Ｎｏｔｅ：ｎ（α－ｐｉｎｅｎｅ）／ｎ（ｏｘａｌｉｃａｃｉｄ）＝１∶０．４，ｗ（ｃａｔａｌｙｓｔ）＝６％，（６５℃－１ｈ、７５℃－４ｈ、９０℃－１ｈ）２．２不同浸渍液浓度的催化剂的ＦＴ－ＩＲ分析及其催化性能图３为不同浸渍液浓度的ＳＯ４２－／ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３固体超强酸催化剂的ＦＴ－ＩＲ分析结果。由图３可以看出，不同浸渍液浓度的４个样品在５００～８００ｃｍ－１范围内都有一吸收峰，这一吸收峰为ＴｉＯ２中的Ｔｉ－Ｏ－Ｔｉ的振动峰；在１６３５ｃｍ－１处均有吸收峰，这是表面复合氧化物吸附水的Ｈ－Ｏ－Ｈ变形振动吸收峰，在１６２０～１６３０ｃｍ－１处均未出现硫酸盐中ＳＯ４２－的Ｓ＝Ｏ伸缩振动峰，表明不存在硫酸根，Ｔｉ和Ａｌ均不是以硫酸盐的形式存在。在１１８２ｃｍ－１附近有较宽的超强酸中心结构的特征峰，表明ＳＯ４２－已经成功负载到催化剂表面，而吸收峰在１２００ｃｍ－１以上时为螯合双配位吸附，在１２００ｃｍ－１以下时为桥式双配位吸附［１９］，表明催化剂表面的ＳＯ４２－以桥式双配位方式吸附在金属离子上。对比图３中的３条曲线（（ａ）、（ｂ）、（ｃ））发现，曲线（ｂ）在１１８２ｃｍ－１处的吸收峰明显强于曲线（ａ）
【参考文献】：
期刊论文
[1]介孔WO3-CeO2-ZrO2固体超强酸的制备与催化性能[J]. 翟龙,许连池,刘曦光,孙武,于少明. 硅酸盐学报. 2016(07)
[2]Ni/TiO2-Al2O3催化剂的制备及其在松节油催化加氢反应中的应用[J]. 韩欢,蒋丽红,王亚明,黄太阳,王红琴. 林产化学与工业. 2016(01)
[3]Comparative pharmacokinetic studies of borneol in mouse plasma and brain by different administrations[J]. Jing-yi ZHAO,Yang LU,Shou-ying DU,Xiao SONG,Jie BAI,Yue WANG (Department of Industrial Pharmacy,School of Chinese Pharmacy,Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100102,China). Journal of Zhejiang University-Science B（Biomedicine & Biotechnology）. 2012(12)
[4]固体超强酸S2O82-/ZrO2-NiO催化α-蒎烯合成龙脑[J]. 杨义文,陈慧宗,李蕾. 精细石油化工进展. 2009(09)
[5]SO42-/Al2O3-TiO2转化纤维素生成乙酰丙酸[J]. 王春英,王攀,漆新华,金朝晖,庄源益. 化工进展. 2009(01)
[6]从松节油制得的食用香料概况[J]. 白芸. 中国食品添加剂. 2006(04)
[7]SO42-/TiO2-Al2O3固体酸催化剂的表征及其催化合成均苯四甲酸四异辛酯[J]. 管国锋,谭强,万辉. 石油化工. 2005(07)
[8]松节油的精细化学利用（Ⅱ）——松节油合成日化香料（上）[J]. 赵振东,刘先章. 林产化工通讯. 2001(02)
[9]Al2O3-TiO2二元氧化物的制备条件对酸性的影响[J]. 朱建飞,朱毅青. 无机化学学报. 1999(04)
[10]固体强酸催化合成冰片的研究[J]. 黎群,黄淑云. 林产化学与工业. 1996(02)
本文编号：3538794
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