【摘 要】
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本论文主要是对SO42-/ZrO2型固体超强酸进行改性研究。通过添加Al和W(V)元素改善SO42-/ZrO2型固体超强酸催化剂内部结构,制备了复合固体超强酸催化剂SO42-/ZrO2-Al2O3-WO3(SO42-/ZrO2-Al2O3-V2O5)。采用正交设计的实验方法,以乙酸和正丁醇的酯化反应为探针反应,筛选催化剂SO42-/ZrO2-Al2O3-WO3的最佳制备方案；在此基础上,以V代替等
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本论文主要是对SO42-/ZrO2型固体超强酸进行改性研究。通过添加Al和W(V)元素改善SO42-/ZrO2型固体超强酸催化剂内部结构,制备了复合固体超强酸催化剂SO42-/ZrO2-Al2O3-WO3(SO42-/ZrO2-Al2O3-V2O5)。
采用正交设计的实验方法,以乙酸和正丁醇的酯化反应为探针反应,筛选催化剂SO42-/ZrO2-Al2O3-WO3的最佳制备方案；在此基础上,以V代替等摩尔量的W,制备催化剂SO42-/ZrO2-Al2O3-V2O5。
用流动指示剂法、FT-IR、XRD、DSC-FGA、BET等多种方法对相应的固体催化剂进行表征,研究了陈化温度、焙烧温度、浸渍液浓度等制备条件以及Al2O3、WO3(V2O5)等不同金属氧化物的引入对于SO42-/ZrO2的影响。探索了SO42-/ZrO2-Al2O3-WO3(SO42-/ZrO2-Al2O3-V2O5)的内部结构机理。
研究了催化剂的活化、失活与再生：考察了在最佳条件下制备的SO42-/ZrO2-Al2O3-WO3催化剂对探针反应的最佳工艺条件,及对其它相关酯化反应的影响；分别以γ-Al2O3和Al(NO3)3作Al2O3的原料,制备催化剂SO42-/ZrO2-Al2O3-WO3,与α-Al2O3相比较,选择Al2O3的最佳供给原料。
研究表明,复合固体催化剂SO42-/ZrO2-Al2O3-WO3的最佳制备方案：1.0 gWO3/gZrO2、陈化温度为-10℃、3.5 gAl2O3/gZrO2、SO42-浸渍液选取1.0 mol·L-1(NH4)2SO4、焙烧温度为500℃、该催化剂具有超强酸性、适量的Al2O3引入增加了其Lewis酸位、WO3(V2O5)的引入对催化剂的晶型形成有定向诱导作用、低温环境下,易形成结晶中心、以(NH4)2SO4作为SO42-的促进液,制备催化剂的效果较好、500℃下焙烧,有利于氧化锆向四方晶型转化；乙酸正丁醇的最佳工艺条件：5 mL乙酸、15 mL正丁醇、0.6 g催化剂(最佳活化温度：500℃)、反应时间为3 hr,酯化率接近100％；用α-Al2O3作原料制备的催化剂,比用γ-Al2O3作原材料的催化剂效果好：再生是催化剂重复使用取得较好催化效果的必备条件。
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