【正文】 最后我要再次感謝我所有的老師、同學(xué)、朋友，感謝你們在這四年的關(guān)愛和照顧。李老師治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，知識淵博，工作態(tài)度精益求精，科研精神積極進(jìn)取，具有非常好的師者風(fēng)范，是我畢生學(xué)習(xí)楷模。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非 淺，有了很大的提升。二苯甲醇與乙酰乙酸乙酯反應(yīng)產(chǎn)率可到 %。通過三氯化鐵、 1,6己二胺、乙酸鈉、乙二醇之間的反應(yīng)合成磁性基質(zhì)，這種方法合成的磁性基質(zhì)，其磁性較強(qiáng)，將這 種磁性基質(zhì)引入催化劑中，催化劑明 顯帶有磁性，且催化活性也較好。說明實(shí)驗(yàn)所得催化劑的活性較好。從表中數(shù)據(jù)可知，隨著磁性基質(zhì)的加入，產(chǎn)率和回收率都提高。原因猜測：這是因?yàn)榇判曰|(zhì) 較少的時候， Fe3O4高度分散在 ZrO2分子的表面，隨著磁性基質(zhì)負(fù)載量的增加，對于 ZrO2 的單斜晶相來說產(chǎn)生了一定的破壞作用，這種作用有利于四方晶型的生成與穩(wěn)定。 二苯甲醇和乙酰乙酸乙酯的反應(yīng) 取 3支比色管用去離子水清洗干凈，分別取 ，加入溶劑硝基甲烷 5毫升，震蕩溶解，加入各種催化劑，在加入乙酰乙酸乙酯 ，震蕩，使之反應(yīng) 5小時。 表 31 不同催化劑下乙酸跟乙醇的反應(yīng) 序號 催化劑 反應(yīng)產(chǎn)率 % 催化劑的回收率 % 1 SZB33600 2 SZB36600 3 SZB310600 4 5 6 SZB310400 SZB310500 SZB310700 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 17 由表 31可知，當(dāng)氯氧化鋯當(dāng)鈦酸四丁酯的摩爾比為 1:1，磁性基質(zhì)加入量為 10ml時，催化活性最好，催化效果最好。 SO42/ZrO2/Fe3O4/TiO2磁性超強(qiáng)酸的合成 在三頸瓶中加入氯氧化鋯，快速攪拌下，分別加入 二氧化鈦，滴加氨水至 pH 值大于 9，生成的產(chǎn)物用蒸餾水反復(fù)洗滌，調(diào)節(jié)至中性直到溶液中沒有 Cl，然后抽濾、烘干、焙燒（ 600℃ ）。所剩余的物質(zhì)即為純組分物質(zhì)。分離出來的單個物質(zhì)含有大量的洗脫劑。用試管接洗脫劑。倒入時注意反應(yīng)液不能沖開棉花，并保持硅膠上端面平整。觀察柱層層析硅膠上端的石油醚，并加入適量的石油醚，調(diào)節(jié)下端閥門，使得柱層層析硅膠上端一直留有石油醚，注意一定不要讓上端石油醚流失完。 柱層層析操作比較麻煩，在進(jìn)行柱層層析分離時，應(yīng)仔細(xì)認(rèn)真。反應(yīng)產(chǎn)物均含有苯環(huán)，所以可用紫外線熒光檢測。薄層的展開在密閉的展開缸中進(jìn)行。不用自己普板，可以直接進(jìn)行點(diǎn)樣。如圖 26。除去水相，將有機(jī)相 裝入燒瓶中，再次進(jìn)行蒸餾，并收集 7378℃ 的餾分。前軀體記為 ZT。 取一個燒杯，規(guī)格 200 毫升，中加入 1 克向 3 氯氧化鋯， 3 毫升鈦酸四丁酯并加入 50 毫升去離子水并快速攪拌，再加 ( 克 )磁性基質(zhì)。 配置 (NH4)2SO4溶液 100 毫升，將固體物質(zhì)放入到其中中浸泡 24小時，然后過濾，烘干，后放入坩堝中，然后放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度設(shè)置為600 度。 2 號燒杯， 3 號燒杯，用去離子水洗滌干凈，在在 1 號燒杯中加入 1 克氯氧化鋯，再加入 3 毫升鈦酸四丁酯，然后加入約 50 毫升的去離子水， 此時應(yīng)快速的攪拌，用移液管量取 毫升 ( 克 )磁性基質(zhì)加入。擰緊水熱反應(yīng)釜上蓋，放入馬弗爐中加熱到 200 攝氏度，并在此溫度下保溫 6 小時。8H2O HGB 天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所 二苯基甲醇 C13H12O AR 對甲苯磺酰胺 CH3C6H4SO2NH2 AR 乙酸乙酯 CH3COOC2H5 AR 天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司 乙二醇 C2H6O2 AR 天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所 硫酸銨 （ NH4)2SO4 GB/T 天津市天大化工實(shí)驗(yàn)廠 硝基甲烷 CH3NO2 AR 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 11 首先取 1 個三口瓶稱取 的 FeSO4和 Fe2(SO4)3分別加入三口瓶中，加入適量的去離子水溶解，放入在水浴中升溫到 45℃ ，然后滴加氨水，調(diào)節(jié) pH 值，使溶液 pH 范圍在 1011 之間，在水浴鍋中繼續(xù)反應(yīng) ，取出放入燒杯中用去離子水洗滌，最后用磁鐵分離磁性基質(zhì)，放入干燥箱中干燥。這又使得固體酸催化劑的研究迅速的發(fā)展。使得催化劑與反應(yīng)產(chǎn)物的分離變得更加容易。而這些催化劑與反應(yīng)產(chǎn)物的分離依然是一個問題。但是溫度過高會破壞四方晶。 近年來的研究熱點(diǎn)之一，是均相催化體系 的多相催化 [17]。極性越強(qiáng)的物質(zhì)吸附能力也越強(qiáng)，具有下列極性基團(tuán)的化合物，其吸附能力按下列次遞增： Cl， Br， IC=COCH3CO2RCOCHOSHNH2OHCOOH。首先，對于吸附劑的初步選擇，是根據(jù)待分離物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)選擇。吸附劑必須要顆粒大小適當(dāng)，形狀均勻，這樣才能使洗脫劑以一定的流速通過色譜柱。在一般的情況下，最先流出的組分是吸附性較差的，吸附性較強(qiáng)的一般都是最后流出。兩種色譜法的基本原理是相同的，都是根據(jù)各組分和吸附劑間吸附的強(qiáng)弱差異的不同來分離各相的。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 8 柱狀色譜法，又稱層析法，是一種利用分配平衡為原理的分配方法。因此可以根據(jù) Rf 值的大小來鑒別化合物。薄層色譜是一種微量的、簡便并而快速的檢測的方法。 薄層色譜是在干凈的玻璃板（ 103cm 左 右上），把一層吸附劑均勻的涂在上面，在離薄層板一端大約 1cm 處的地方，用鉛筆畫一條線起點(diǎn)線，然后用較細(xì)的毛細(xì)管吸取樣品，在薄層色譜板上劃線處滴加，在吹干或著晾干后把薄層板置于盛有展開劑，展開劑為石油醚與乙酸乙酯混合液，比例為 10:1，的展開缸中，展開液浸入深度為大約為 厘米。這種方法同時備了柱色譜跟紙色譜的部分優(yōu)點(diǎn)。 共沉淀法是將來氯氧化鋯、鹽溶液和氨水充分?jǐn)嚢?，調(diào)節(jié) pH 值，在 100 攝氏度左右的烘箱中放置老化，然后洗滌，干燥焙燒后形成 [14]。合成磁性基質(zhì)的方法有很多，合成的基質(zhì)的磁性粒徑也不同。這種方法對操作條件的要求很苛刻，在移相時很易被氧化，很難得到好的產(chǎn)品。希望我的嘗試工作能對大家有所幫助。9H2O 為鐵源， Co(NO3)2為 Co 源，用 NH3 汕頭大學(xué)的郭錫坤等人利用硅、鋯、累托土對固體酸進(jìn)行交聯(lián)，制備硅鋯交聯(lián)粘土固體超強(qiáng)酸 (SO42/SiZrCLR)。納米離職使得催化劑的比表面積增加，而表面積的增加大大提高這類催化劑的催化活性，但納米固體超強(qiáng)酸催化劑也存在一些缺點(diǎn)，如在液相催化體系中易團(tuán)聚。固體酸催化劑的優(yōu)點(diǎn)目前已將的到很多學(xué)者的認(rèn)可，各個國家都在積極的研究各種固體酸催化劑，固體酸催化劑應(yīng)用范圍逐漸廣泛，無論其催化活性，酸性，以 及分離回收利用率都逐漸的提高，而近年來研究催化劑中加入磁性物質(zhì)，使得催化劑帶有磁性，便于分離，這類研究也成為了熱點(diǎn)。詳見表 12。 固體超強(qiáng)酸催化劑本身可以克服液體酸催化劑的這些缺點(diǎn)，所以有廣闊的應(yīng)用前景，這類型的催化劑已成為國內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)，同時也成為研究的熱點(diǎn)。由于這些優(yōu)點(diǎn)，從40 年代以來的半個世紀(jì)里，人們從未間斷過為開發(fā)新型固體酸的努力，并在近十多年取得了長足進(jìn)展 [612]本次畢業(yè) 設(shè)計論文設(shè)計合成一種新型的催化劑，將 Fe3O4和 TiO2 引入到固體酸中，制造出了既具有磁性又具有較高酸強(qiáng)度的新型雙功能磁性固體超強(qiáng)酸催化劑 。它可以克服工業(yè)上傳統(tǒng)催化劑 (如濃硫酸、濃磷酸等無機(jī)液體酸，三氯化鋁等金屬鹵化物 )的諸多缺點(diǎn)。屬于這類的酸堿又稱為 B 酸、 B 堿 。 嚴(yán)格地講，按照布朗斯特 (Bronsted)和路易士 (Lewis)酸堿理論，固體酸是指表面具有給出質(zhì)子或者接受電子對傾向的物質(zhì) [5]。 固體酸催化劑是固態(tài)的，并且反應(yīng)中可替代液體酸的一類催化劑。 主催化劑又被叫做活性組分，它是多組分的催化劑中的主體，是催化劑必需具有的組分。而 且這次畢業(yè)設(shè)計實(shí)驗(yàn)結(jié)合國內(nèi)外在催化劑領(lǐng)域的研究的現(xiàn)狀，針對單一的組分的二氧化鋯的催化活性比較低，而且在反應(yīng)系統(tǒng)中比較容易團(tuán)聚，而且分離和回收比較困難的缺點(diǎn)，提出合成一種新型催化劑，這種催化劑具有磁性，從而使得分離比較容易，且酸性較大 ，把二氧化鋯作為主活性組分并且為催化劑的載體，把制成的磁性基質(zhì) Fe3O4和其它的氧化物引入到二氧化鋯固體酸催化劑中，制出一種新型的磁性納米復(fù)合氧化物固體超強(qiáng)酸催化劑 ，磁性基質(zhì) Fe3O4的引入給予了納米復(fù)合氧化物固體酸催化劑以磁性，而其它組分的氧化物的引入，可以穩(wěn)定二氧化鋯四方晶相，從而可以提高二氧化鋯作為超強(qiáng)固體酸的酸性。 早期開發(fā)出的固 體酸催化劑回收利用很困難，并且很容易失去活性，隨著研究的深入，開發(fā)出的一些固體酸中氧化物固體酸中以 ZrO2 作為主催化劑，它的酸性比較強(qiáng)，但是也有很大的缺點(diǎn)，比如它的熱穩(wěn)定性比較差，增加處理的溫度就會造成催化劑催化效率降低，其原因是催化劑表面積的明顯的的下降。 solid acid catalyst。 利用化學(xué)共沉淀法制備磁性基質(zhì)，并與固體 酸氧化物復(fù)合 ， 合成既具有磁性又具有較高酸強(qiáng)度的 磁性固體酸催化劑。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 設(shè)計題目： SO42/ZrO2/Fe3O4/TiO2催化劑的制備及其性能研究 系 別： 環(huán)境與化學(xué)工程系 班 級： 11 化學(xué)工程與工藝（ 1）班 姓 名： 范洪濤 指 導(dǎo) 教 師： 李?；? 2020 年 6 月 6 日 SO42/ZrO2/Fe3O4/TiO2催化劑的制備及其性能研究 摘 要 固體超強(qiáng)酸催化劑是近年來研究和開發(fā)的一種新型固體酸催化劑，它具有酸性強(qiáng)度高，易分離等特點(diǎn)， 具有非常重要的應(yīng)用價值 。通過催化二苯甲醇與乙酸乙酰乙酯 等親核試劑的反應(yīng)，來檢測該催化劑的活性，并通過超強(qiáng)磁鐵來分離反應(yīng)產(chǎn)物與催化劑。 zirconium oxide 目錄 1 引言 ................................................................................................................................. 1 固體酸催化劑 ...................................................................................................... 2 固體酸催化劑的組成 ............................................................................... 2 固體酸催化劑的定義 ............................................................................... 2 固體酸催化劑的優(yōu)點(diǎn) ............................................................................... 3 固體酸催化劑的應(yīng)用 ............................................................................... 3 固體酸催化劑的分類 ............................................................................... 4 固體 酸 催化劑發(fā)展現(xiàn) 狀 ........................................................................... 5 固體催化劑的制備 ...............................................