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《华南理工大学》 1996年
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SO_4~(2-)-MoO_3-ZrO_2固体超强酸催化剂以及渗透汽化膜分离酯化反应的研究

黄碧纯  
【摘要】:本文对SO_4~(2-)—MoO_3—ZrO_2固体超强酸催化剂的酯化催化性能和结构以及渗透汽化膜分离酯化反应进行了研究。 首先制备了新型的SO_4~(2-)—MoO_3—ZrO_2固体超强酸催化剂,以乙酸和正丁醇的酯化反应为探针,考察了MoO_3含量、焙烧温度、H_2SO_4浓度等制备条件对催化剂性能的影响。并对催化剂的使用寿命和失活机理进行了考察。 利用Hammett指示剂、吸附吡啶的TPD、XRD、EDX、SEM、DTA/TG、FT—IR、LRS等技术对催化剂酸性及酸强度分布、物相结构、表面组成、催化剂的焙烧过程等进行了分析表征。结果表明,MoO_3对催化剂的酸强度分布具有调变作用,并提高了催化剂的表面硫含量及SO_4~(2-)的热稳定性。MoO_3的引入具有延迟晶化、稳定介稳的四方ZrO_2(t)的作用。ZrO_2(t)的存在是SO_4~(2-)—MoO_3—ZrO_2具有超强酸性的必要条件。 LRS结果表明:在SO_4~(2-)—MoO_3—ZrO_2催化剂中,MoO_3的表面态有两种,即二维聚钼酸根以及四配位钼与四方ZrO_2(t)强结合形成的Mo—O—Zr表面物种,后者是MoO_3影响催化剂酸强度分布的结构原因。 制备了PVA/PSA复合膜,并把它作为分离膜用于渗透汽化—酯化反应偶合体系中,考察了反应过程中膜的分离特性及其对反应转化的影响,结果表明,交联PVA/FSA复合膜具有较好的选择性脱水作用,从而有效地促进了酯化反应的进行。考察了催化剂用量、酸醇摩尔比、膜面积与反应液体积比、温度等操作参数对渗透汽化膜分离酯化反应的影响。
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