【正文】 S=O雙鍵變成共價鍵，從而產(chǎn)生誘導(dǎo)效武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（專用）稿紙 6 應(yīng) [21]，使金屬離子具有很強(qiáng)的吸電子能力，呈現(xiàn)超強(qiáng)酸性。目前改性研究的方向主要是以金屬氧化物 ZrO TiO2 和 Fe2O3為母體，再加入其他的氧化物或金屬形成多組固體超強(qiáng)酸；引入稀土元素進(jìn)行改性；引入特定的分子篩及納米級金屬氧化物等改性。例如，對于酯化、脫水、醚化反應(yīng)等，反應(yīng)過程中體系內(nèi)的水蒸氣或水與表面的促進(jìn)劑（如 SO42）接觸 ,從而使表面上的武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（專用）稿紙 7 SO42離子流失，減少了催化劑表面的酸中心數(shù)，導(dǎo)致酸的強(qiáng)度顯著減弱，催化劑活性下降； （ 2）有機(jī)反應(yīng)中的失活機(jī)理。因此，今后研究固體超強(qiáng)酸催化劑的一個主要方向是研究固體超強(qiáng)酸工業(yè)化的應(yīng)用。本論文應(yīng)用固體沉淀法控制不同條件制備出多份固體超強(qiáng)酸 SO42/TiO2，根據(jù)酯化反應(yīng)的需要用制備的固體酸催化合成乙酸異戊酯，再根據(jù)合成酯的產(chǎn)率得最佳固體酸的制備條件。將干凝膠在100 ℃的烘箱內(nèi)干燥，研磨后用一定濃度的 H2SO4 溶液浸漬一定時間，抽濾后在100℃ 下烘干，最后用馬弗爐焙燒活化制得 SO42/TiO2 催化劑。 （ 4）蒸餾 將干燥好的粗酯小心的濾入燒瓶中，放三粒沸石，用電熱套加熱蒸餾，用干燥的錐形瓶收集 138~142℃的餾分，稱量并計算產(chǎn)率。 酸浸漬時間對合成乙酸異戊酯的影響 通過控制單一變量浸漬時間制備固體超強(qiáng)酸 SO42/TiO2 催化劑，在固定條件酸濃度 ，活化時間 4h，活化溫度 500℃下不同浸漬時間對乙酸異戊酯合成的產(chǎn)率影響如表 ，浸漬時間與乙酸異戊酯產(chǎn)率關(guān)系的曲線圖如圖 。根據(jù)活化溫度對固體酸活性影響的機(jī)理，固體酸活化時，使絡(luò)合物中的離子型 S=O鍵變成共價鍵，產(chǎn)生誘導(dǎo)效應(yīng)，使金屬離子具有很強(qiáng)的吸電子能力，呈現(xiàn)超強(qiáng)酸性。 本實驗主要研究了浸漬酸（ H2SO4)濃度，浸漬時間，活化時間，活化溫度四個因素對制備固體超強(qiáng)酸 SO42/TiO2 的影響。 在實驗進(jìn)行過程中，實驗室的老師和做實驗的同學(xué)都給予我很大的幫助，在此表示感謝。 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（專用）稿紙 16 致 謝 本文是在文卓瓊老師的耐心指導(dǎo)下完成的。 TiO2 用硫酸浸漬濃度一般為 ，得到的固體酸催化合成酯的產(chǎn)率相對較高。 表 不同活化時間所得產(chǎn)率的數(shù)據(jù)表 活化時間（ h) 2 3 4 5 6 產(chǎn)率（ %） 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（專用）稿紙 14 圖 活化時間與產(chǎn)率的關(guān)系曲線圖 由圖 可知，活化時間對酯的合成產(chǎn)率有一定的影響，活化時間為 4h 時酯的產(chǎn)率最高為 ％。 硫酸濃度對合成乙酸異戊酯的影響 通過控制單一變量硫酸的濃度制備固體超強(qiáng)酸 SO42/TiO2 催化劑，在固定條件浸漬時間 18h，活化 時間 4h，活化溫度 500℃下不同浸漬酸濃度對乙酸異戊酯合成的產(chǎn)率影響如表 ，浸漬酸濃度與乙酸異戊酯產(chǎn)率關(guān)系的曲線圖如圖 。待液層分界后移去頂塞分出水層。本文用制備的 SO42/TiO2 固體超強(qiáng)酸催化合成乙酸異戊酯，通過研究乙酸異戊酯的合成產(chǎn)率，研究制備條件對固體超強(qiáng)酸催化活性的影響。加強(qiáng)了固體酸催化劑失活機(jī)理、再生方法的研究，為實現(xiàn)工業(yè)化提供必要條件。 固體超強(qiáng)酸研究前景展望 近年來固體超強(qiáng)酸成為研究熱點和重點，開發(fā)固體超強(qiáng)酸作為一種新型固體酸催化劑是社會不斷發(fā)展的需要，隨著人們對固體超強(qiáng)酸深入的研究與探討 ,催化劑的種類從液體含鹵素超強(qiáng)酸發(fā)展為無鹵素固體超強(qiáng)酸，從單組分固體超強(qiáng)酸發(fā)展到多組分復(fù)合固體超強(qiáng)酸。通過與 IRDTA 結(jié)合，能夠定性、定量的分析固體催化劑表面的酸量。在這些溫度范圍內(nèi)焙燒形成的超強(qiáng)酸有較強(qiáng)的酸性中心，且酸中心數(shù)目較多。 PH 值的影響 沉淀時溶液的 PH 值必須適當(dāng)，因為 PH值不僅影響超強(qiáng)酸催化劑的顆粒大小、比表面和孔結(jié)構(gòu)等基本物理性質(zhì)，而且還影響其晶相結(jié)構(gòu)，甚至直接關(guān)系到能否得到超強(qiáng)酸。反應(yīng)過程中的溫度和時間隨著制備物質(zhì)的不同而不同。超細(xì) ZrO2 及其催化劑主要為 T 晶存在。即采用先沉淀后浸漬 再焙燒的方法制備。 主要的應(yīng)用是有關(guān)酯合成反應(yīng)的研究，許多固體超強(qiáng)酸對液 — 固體系中進(jìn)行的各種酯化反應(yīng)有很好的催化效果。由此，固體超強(qiáng)酸 可以看成是質(zhì)子酸和路易斯酸按某種方式相互作用而形成的一種新酸。復(fù)合的結(jié)果是進(jìn)一步提高固體超強(qiáng)酸的酸強(qiáng)度，并使其綜合性能更加優(yōu)化，具有更高的應(yīng)用價值。超強(qiáng)酸是指酸強(qiáng)度比 100%的硫酸更強(qiáng)的酸 [9]，其酸強(qiáng)度用 Hammett 酸度函數(shù) H0 表示（ 100%硫酸的 H0=） [10]。研究發(fā)現(xiàn)，用 SO42對 TiO2 的表面修飾，所制成的固體超強(qiáng)酸催化劑對有機(jī)物具有較高的光催化氧化活性 [58]，且穩(wěn)定性和抗?jié)裥阅芎芎?。其核心是利用化學(xué)的原理從源頭上減少或消除化學(xué)工業(yè)對環(huán)境的污 染。 Last, focus on SO42/TiO2 type super acid catalytic synthesis of isoamyl acetate.， studied the different factors on the synthesis of isoamyl acetate production rate. Has summarized the light on solid superacid catalysts. And the prospect of solid superacid catalyst research and applications. The thesis is mainly about photocatalytic degradation of isoamyl acetate on prepared SO42/TiO2 solid superacid catalyst. Through the study of synthesis of isoamyl acetate production rate to research the preparation conditions on the catalytic activity of solid the concentration of impregnating solution and the soaking time, calcination time and calcination temperature. The results showed that the calcination temperature and the concentration of impregnating solution are major factors. Key words: solid super acid。通過超強(qiáng)酸化對光催化劑進(jìn)行改性，可以改善催化劑的活性，從而提高催化劑的光催化性能。因此畢業(yè)論文（設(shè)計）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。實驗結(jié)果表明，浸漬液濃度和焙燒溫度為主要影響因素。 結(jié) 語 ........................................... 15 致 謝 ........................................... 15 主要參考文獻(xiàn) ..................................... 17 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（專用）稿紙 1 1 論 緒 論文研究意義及主要內(nèi)容 論文研究的意義 近年來，科學(xué)研究工作者已經(jīng)逐步開始重視從消極的末端治理轉(zhuǎn)向清潔工藝的開發(fā)，“綠色化學(xué)”隨之而生。 1972 年 Fujishima[1]等發(fā)現(xiàn)了 TiO2 電極上水的光催化裂解，從此多相光催化研究就迅速發(fā)展起來，現(xiàn)已成為國內(nèi)外治理污水的新技術(shù) [2]。 (2)研究不同制備條件下固體超強(qiáng)酸的活性，用不同條件制備的 SO42/TiO2固 體超 強(qiáng)酸合成乙酸異戊酯，通過對酯合成產(chǎn)率的分析得出最佳制備工藝條件。 1950 年 Willing 將固體超強(qiáng)酸的酸強(qiáng)度定義為固體催化劑表面的酸性中心使其吸附的中性堿轉(zhuǎn)變?yōu)樗墓曹椝岬哪芰?[13]。有的文獻(xiàn)一般將固體超強(qiáng)酸分為兩類，即負(fù)載鹵素系列以及 SO42/MxOy 系列固體超強(qiáng)酸。 SO42/MxOy 型固體超強(qiáng)酸的酸性中心主要是 SO42在催化劑表面配位吸附，由 S=O 雙鍵 的誘導(dǎo)效應(yīng)促使相應(yīng)的金屬離 子增加得電子能力，使 M— O 上的電子云偏移強(qiáng)烈，從而強(qiáng)化 L 酸中心。要求不同的反應(yīng)酸強(qiáng)度區(qū)間不同，一般 酸強(qiáng)度區(qū)間的要求都符合 Bronsted 規(guī)則，即反應(yīng)速度與催化劑的酸強(qiáng)度成正比。用該凝膠制備的 SO42/ZrO2 催化劑的比表面積較高，在 550℃下焙燒，其比表面積可高達(dá) 188m2/g，比由沉淀法制得的催化劑比表面積高 50%以上。8H2O(.)和 TiCl4(.)溶在一定量的蒸餾水中，用氨水作為沉淀劑，緩慢攪拌進(jìn)行沉淀反應(yīng)，將 PH 控制在 910 之間，反應(yīng)完成后把制備好的樣品分成若干份，分別在 10℃ 、 5℃、 0℃ 、 5℃、 10℃下陳化 24h，然后抽濾洗滌至武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（專用）稿紙 5