本文的出发点是:利用纳米材料和固体超强酸的优点,将两者有机的结合,制备出纳米级具有一定晶型的固体超强酸,并与一般方法制备的固体超强酸进行了系统的研究比较。 下面是论文的主要工作: 1 论文作者用均匀沉淀法制备了单一的四方型、单斜型纳米级氧化锆粉体,并利用它们为基体制备了固体超强酸。另外采用以氨水为沉淀剂制备的固体超强酸与之做比。 2 利用IR、XRD、SEM、BET、TG-DTA,Hammett指示剂等表征手段重点对SO₄^2-/nsct-ZrO₂和SO₄^2-/nssf-ZrO₂两种催化剂的酸性,比表面,粒度形貌,炭、硫含量等进行了考察。研究了在不同浓度的H₂SO₄中浸泡,不同焙烧温度下制备的催化剂对于催化酯化反应及正戊烷异构化反应的活性,并将其结果和表征结果进行了关联。对优选出的催化剂进行了失活及再生研究。 研究结果表明: A 用不同方法制备催化剂均是超强酸,颗粒的大小在纳米范围内。并发现四方型氧化锆较氢氧化锆能承受更高浓度的硫酸。 B 用四方型纳米氧化锆颗粒制备的固体超强酸和以氢氧化锆为基体制备的固体超强酸对酯化及低温正戊烷异构化的催化活性都较高,选择性良好;但是,酯化反应和正戊烷异构化反应对催化剂的酸性要求不一样,酯化反应需要中等酸强度的催化剂,低温正戊烷异构化反应需要酸强度较高的催化剂。 C 在酯化反应中SO₄^2-/ZrO₂型催化剂,不管是以四方型纳米氧化锆还是氢氧化锆为基体,浸泡硫酸的浓度对催化的性能影响不大;焙烧温度在650℃以下,焙烧时间为1h,酯化率均在99%以上。 D 对于正戊烷异构化反应,SO₄^2-/nsct-ZrO₂型固体超强酸在硫酸浓度:0.75mol/L,浸泡时间:0.5h,焙烧温度:650℃,焙烧时间:1h,活化