【正文】 合適的比表面積、提高機(jī)械強(qiáng)度等作用。然而，固體超強(qiáng)酸在化學(xué)反應(yīng)后容易失活，失活原因主要有以下幾個(gè)方面：（1）催化合成反應(yīng)中的失活機(jī)理。目前分析固體超強(qiáng)酸和傳統(tǒng)的催化劑相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但也存在一些不足之處，主要表現(xiàn)在：(1) 在使用過程中催化活性會(huì)逐漸下降，使用壽命還達(dá)不到工業(yè)化生產(chǎn)中使用的要求；(2) 一般固體酸催化劑為細(xì)粉狀，這樣流體流經(jīng)催化劑時(shí)的阻力較大，不適合在工業(yè)上連續(xù)化生產(chǎn)的要求。 論文研究的目的與內(nèi)容學(xué)會(huì)制備固體超強(qiáng)酸SO42/TiO2；并用對(duì)照試驗(yàn)找出最佳的催化劑制備條件。 圖 回流裝置圖圖 蒸餾裝置圖 SO42/TiO2固體超強(qiáng)酸的制備在劇烈攪拌下將200mL鈦酸四丁酯緩慢滴加到300mL無水乙醇中，攪拌30 min后，快速加入50mL稀硝酸(％)，劇烈攪拌，可獲得黃色均勻溶膠，在室溫下形成干凝膠。（3）干燥向有粗產(chǎn)品的錐形瓶中加2g無水硫酸鎂，振搖至液體澄清，放置20min。 酸浸漬時(shí)間對(duì)合成乙酸異戊酯的影響通過控制單一變量浸漬時(shí)間制備固體超強(qiáng)酸SO42/TiO2催化劑，活化時(shí)間4h，活化溫度500℃。根據(jù)活化溫度對(duì)固體酸活性影響的機(jī)理，固體酸活化時(shí)，使絡(luò)合物中的離子型S=O鍵變成共價(jià)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(shí)驗(yàn)主要研究了浸漬酸（H2SO4)濃度，浸漬時(shí)間，活化時(shí)間，活化溫度四個(gè)因素對(duì)制備固體超強(qiáng)酸SO42/TiO2的影響。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，實(shí)驗(yàn)室的老師和做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)都給予我很大的幫助，在此表示感謝。浸漬時(shí)間18h，活化時(shí)間4h，活化溫度500℃ 為最佳制備條件，此條件下制備的固體酸催化合成乙酸異戊酯的產(chǎn)率最高，％。不同的氧化物需要的浸漬液（含SO42離子的水溶液）濃度也不同。所得的關(guān)系曲線較平緩。3 結(jié)果分析與討論各組實(shí)驗(yàn)下回流過程中燒瓶中的液體沸騰的程度不同，蒸汽不斷上升冷凝，變成無色透明液體沿分水器上升慢慢融入剩水的支管中，支管中出現(xiàn)分層，上層無色透明油狀物又回流到燒瓶中，直到支管中的水層不再上升為止，酯化反應(yīng)結(jié)束。 乙酸異戊酯的合成[2427]（1）酯化在干燥100mL圓底燒瓶中加入18mL異戊醇和24mL冰醋酸，于振搖下緩慢加入制備好的固體超強(qiáng)酸（），再加三粒沸石。本文的重點(diǎn)是通過固體超強(qiáng)酸SO42/TiO2催化合成乙酸異戊酯來研究固體超強(qiáng)酸的應(yīng)用。制備出的催化劑活性更高、選擇性更好、成本低，研究解決固體催化劑與產(chǎn)物的工業(yè)分離、回收、重復(fù)利用和再生等工程中存在的問題。有機(jī)反應(yīng)中反應(yīng)物、產(chǎn)物在催化劑的表面吸附、脫附并進(jìn)行表面反應(yīng)，碳和體系雜質(zhì)等可能吸附、沉積在催化劑的活性部位上造成積碳，而使得催化劑的活性顯著下降；（3）反應(yīng)過程中失活機(jī)理。目前應(yīng)用在固體超強(qiáng)酸催化劑方面的主要表征技術(shù)有紅外光譜、熱分析、X射線衍射、程序升溫脫附、比表面分析、掃描電鏡和透射電鏡、俄歇電子能譜和光電子能譜等。有研究表明焙燒溫度對(duì)超強(qiáng)酸活性的影響很強(qiáng)很重要，而且影響是多方面的。 浸漬酸濃度的影響處理液的濃度對(duì)超強(qiáng)酸的酸強(qiáng)度、酸種類分布及催化劑的活性有較大的影響。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，然后抽濾洗滌至無Cl離子檢出，在110℃下干燥12h，得到白色蓬松狀的固體，再抽干，指定溫度下在馬弗爐中焙燒4小時(shí)，然后取出冷卻至室溫，即制得SO42/ZrO2TiO2樣品。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。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。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。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。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]。(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(duì)酯合成產(chǎn)率的分析得出最佳制備工藝條件。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]。 SO42/TiO2目 錄1 論 緒 1 論文研究意義及主要內(nèi)容 1 固體超強(qiáng)酸的定義及分類 2 固體超強(qiáng)酸的研究及應(yīng)用 3 SO42/MxOy型固體超強(qiáng)酸常見制備方法 4 影響固體超強(qiáng)酸催化活性的幾個(gè)因素 5 固體超強(qiáng)酸的改性方法、表征技術(shù)、失活機(jī)理 6 固體超強(qiáng)酸研究前景展望 7 論文研究的目的與內(nèi)容 72 實(shí)驗(yàn)部分 9 實(shí)驗(yàn)儀器、試劑、裝置 9 SO42/TiO2固體超強(qiáng)酸的制備 10 乙酸異戊酯的合成[2427] 103 結(jié)果分析與討論 12 12 12結(jié) 語 15致 謝 15主要參考文獻(xiàn) 17191 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。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(duì)固體超強(qiáng)酸催化活性的影響。武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（專用）稿紙 本科畢業(yè)論文論文題目：固體超強(qiáng)酸SO42/TiO2催化合成乙酸異戊酯姓名：張麗娟學(xué)號(hào)：093010010124班級(jí)：化工0901班年級(jí)：09級(jí)專業(yè)：化學(xué)工程與工藝學(xué)院：食品科學(xué)與工程院指導(dǎo)教師：雷達(dá)（教授） 文卓瓊（助教）完成時(shí)間：2013年04月25日作者聲明 本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下由本人獨(dú)立撰寫完成的，沒有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為?？偨Y(jié)討論了國內(nèi)外有關(guān)于固體超強(qiáng)酸光催化劑的研究，展望了固體超強(qiáng)酸催化劑的研究和應(yīng)用前景。 production rate。因而在酯化反應(yīng)、超強(qiáng)酸烷基化反應(yīng)、異構(gòu)反應(yīng)、環(huán)化反應(yīng)等反應(yīng)及廢水處理中有很廣泛大的應(yīng)用。 論文研究的主要內(nèi)容(1) 采用沉淀浸漬法制備SO42/TiO2固體超強(qiáng)酸。與通常的酸一樣，超強(qiáng)酸也有Bronsted 型（B 酸）和Lewis 型（L 酸）兩種，把質(zhì)子給予堿B:的HA 是B 酸，而從堿B:接受電子對(duì)的A 是L 酸。當(dāng)前研究最多的是①、④、⑥ 3大類固體超強(qiáng)酸。IR分析表明，SO42/MxOy型固體超強(qiáng)酸中大部分金屬氧化物與SO42以螯合或橋式雙配位形式結(jié)合[15]。 固體酸催化反應(yīng)的研究固體酸催化反應(yīng)，早已在工業(yè)上得到應(yīng)用。Morterra等[18]用Zr(OCH2CH2CH3)4做原料，用少量的酸做催化劑，往原料Zr(OCH2CH2CH3)4的異丙醇溶液中加入異丙醇和水的混合物，通過水解反應(yīng)得到氫氧化鋯溶膠，在150℃下緩慢干燥得到凝膠