对于固体酸催化异丁烷—丁烯烷基化反应这一研究课题,本论文在总结前人研究工作的基础上,根据烷基化反应的特点,采用模板法通过S⁰I⁰的路线合成了介孔固体酸催化剂MoO₃/ZrO₂和WO₃/ZrO₂,研究了它们的结构、酸性以及对异丁烷—丁烯烷基化反应的催化性能;并制备了另外一种固体酸催化剂SO₃/γ-Al₂O₃,研究了它的结构和酸性及对异丁烷—丁烯烷基化反应的催化活性。本文的主要研究内容和得到的结论如下: 利用聚乙二醇作为模板剂通过共沉淀法合成了介孔固体酸催化剂MoO₃/ZrO₂和WO₃/ZrO₂,试样具有较大的比表面积和孔体积,孔径分布集中。MoO₃和WO₃以分散在ZrO₂表面,并可延缓ZrO₂在高温下的晶相转变和晶粒生长,保持了介孔稳定性。NH₃-TPD结果表明MoO₃/ZrO₂和WO₃/ZrO₂的表面都存在三种不同强度的酸位,其中WO₃/ZrO₂的中强酸位酸量要多于MoO₃/ZrO₂,酸强度也稍大于MoO₃/ZrO₂。根据吸附丙酮的2-¹³C后化学位移的变化值,这两种介孔固体酸的酸强度都大于分子筛HZSM-5,但要弱于100%的H₂SO₄。 研究了介孔固体酸MoO₃/ZrO₂和WO₃/ZrO₂催化异丁烷—丁烯的烷基化反应,考察了时间、温度、进料的烷烯比等不同的因素对产物分布的影响。实验结果发现:当反应时间TOS=60min、反应温度T=60℃时,产物中C₈组分所占的比例最大。这是由于烷基化反应受到聚合反应、氢转移反应、裂解反应以及生成的产物从催化剂的孔道内向外扩散等多重因素的影响,使该反应存在一个最佳的反应时间和反应温度。提高烷烯比可降低聚合反应的速率,增加产物中C₈组分的含量。由于介孔WO₃/ZrO₂比介孔MoO₃/ZrO₂具有更强的酸位和更多的酸量,从而更有利于烷基化反应,所以用介孔WO₃/ZrO₂作催化剂时,丁烯的转化率及产物中C₈组分的含量更高些;通过TG-DTA、FT-IR等手段研究了失活后的催化剂上的结焦物质的特征,初步提出了固体酸催化剂上的异丁烷—丁烯烷基化反应机理及催化剂的失活途径。 通过酸中和法制备出活性γ-Al₂O₃,并在其表面负载强酸性气体SO₃得到固体酸催