【正文】 在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)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。論文完成過(guò)程中問(wèn)老師一直認(rèn)真修改，有什么問(wèn)題她都及時(shí)提醒大家改正，大家一起修改開(kāi)心地完成了畢業(yè)論文。致 謝本文是在文卓瓊老師的耐心指導(dǎo)下完成的。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，％。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。低溫階段主要催化表面上游離的硫酸的脫除和脫水，在較高溫度下，金屬氧化物與被吸附的SO42作用，氧化物由無(wú)定型轉(zhuǎn)化為晶形生成超強(qiáng)酸中心，但溫度過(guò)高會(huì)使超強(qiáng)酸分解，SO42以SO2的形式流失，結(jié)構(gòu)被破壞，從而無(wú)法催化合成酯。TiO2 ，得到的固體酸催化合成酯的產(chǎn)率相對(duì)較高。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。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。 活化溫度對(duì)合成乙酸異戊酯的影響通過(guò)控制單一變量活化溫度制備固體超強(qiáng)酸SO42/TiO2催化劑，浸漬時(shí)間18h。 不同活化時(shí)間所得產(chǎn)率的數(shù)據(jù)表活化時(shí)間（h)23456產(chǎn)率（%） 活化時(shí)間與產(chǎn)率的關(guān)系曲線圖，活化時(shí)間對(duì)酯的合成產(chǎn)率有一定的影響，％。所得的關(guān)系曲線較平緩。 酸浸漬時(shí)間對(duì)合成乙酸異戊酯的影響通過(guò)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℃。 不同硫酸濃度得到的產(chǎn)率數(shù)據(jù)表硫酸濃度（mol/L)產(chǎn)率（%）0 浸漬濃度與產(chǎn)率的關(guān)系曲線圖，％。然后做加入制備的固體酸催化合成酯的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)合成產(chǎn)率的大小分析相關(guān)因素對(duì)固體酸催化活性的影響。3 結(jié)果分析與討論各組實(shí)驗(yàn)下回流過(guò)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(wú)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(wú)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。（3）干燥向有粗產(chǎn)品的錐形瓶中加2g無(wú)水硫酸鎂，振搖至液體澄清，放置20min。有機(jī)層用20mL碳酸氫鈉溶液分兩次洗滌，最后用飽和氯化鈉洗滌一次。（2）洗滌撤去熱源，稍冷后拆除回流裝置，待燒瓶中反應(yīng)液冷卻至室溫將其倒入分液漏斗中，用30mL冷水淋洗燒瓶洗滌液并入分液漏斗，充分振蕩后靜置。 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。 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(wú)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。主要包括浸漬液濃度、浸漬時(shí)間、焙燒時(shí)間、焙燒溫度的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，浸漬液濃度和焙燒溫度為主要影響因素。還總結(jié)了國(guó)內(nèi)外關(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。本文的重點(diǎn)是通過(guò)固體超強(qiáng)酸SO42/TiO2催化合成乙酸異戊酯來(lái)研究固體超強(qiáng)酸的應(yīng)用。 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?？傊?固體超強(qiáng)酸應(yīng)用在今后仍然是新型催化研究中的重點(diǎn)和熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。重點(diǎn)展望固體酸的表面酸研究與制備的方法，研究促進(jìn)劑、載體的關(guān)系以及酸性分布與制備方法，強(qiáng)調(diào)催化反應(yīng)活性關(guān)系的研究，進(jìn)一步提高固體超強(qiáng)酸的制備方法的效率。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(wèn)題。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(guò)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。近年來(lái)在催化劑的制備方法、機(jī)理探索、結(jié)構(gòu)表征，還是工業(yè)應(yīng)用研究方面都有了新的發(fā)現(xiàn)。例如，有些溶劑和產(chǎn)物會(huì)還原促進(jìn)劑SO42，促進(jìn)劑中的S從+6價(jià)被還原為+4價(jià)，使硫與金屬氧化物的配位方式發(fā)生變化，硫與金屬結(jié)合的電負(fù)性大大下降，導(dǎo)致固體酸的表面酸強(qiáng)度減小，嚴(yán)重的失去催化活性。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(guò)程中失活機(jī)理。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。通過(guò)堿性氣體程序升溫脫附、TGDTA就可以得到有關(guān)催化劑表面酸性分布的重要信息，特別是通過(guò)TPDNH3的脫附譜圖，可以得到眾多的固體超強(qiáng)酸催化劑表面的重要信息（如可以確定固體超強(qiáng)酸表面的酸中心數(shù)、酸強(qiáng)度的分布，還可以對(duì)催化劑的制備和催化反應(yīng)起指導(dǎo)作用）。利用原位IR吡啶，可定性測(cè)定固體超強(qiáng)酸催化劑表面酸的種類，B酸位在1540cmL酸在1450cm1有特征吸收指紋。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?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)催化劑載體的改性，使催化劑能增加酸中心密度、酸種類型、抗毒物能力、提供合適的比表面積、提高機(jī)械強(qiáng)度等作用。 固體超強(qiáng)酸的改性方法、表征技術(shù)、失活機(jī)理單組分固體超強(qiáng)酸催化劑的應(yīng)用中，主要活性組分SO42在反應(yīng)過(guò)程中較易流失，尤其是在溫度較高的條件下容易失活。每種氧化物都存在一個(gè)最佳焙燒溫度，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)記載SO42/ZrO2 、SO42/TiO2和SO42/Fe2O3的較佳焙燒溫度分別約為650、475和550℃左右的范圍。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。 活化溫度的影響經(jīng)硫酸浸泡后的金屬氧化物經(jīng)過(guò)濾、干燥后尚需進(jìn)行焙燒才具有活性。例如，制備SO42/SnO2超強(qiáng)酸時(shí)，當(dāng)PH值為7不能得到SO42/SnO2超強(qiáng)酸，而當(dāng)PH值為10時(shí)，卻制得超強(qiáng)酸。 對(duì)于同一處理液，處理液濃太低時(shí)，化物表面結(jié)合的SO42太少，酸性弱，催化活性低；濃度太高，易導(dǎo)致生成硫酸鹽，得不到固體超強(qiáng)酸。 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。 影響固體超強(qiáng)酸催化活性的幾個(gè)因素固體超強(qiáng)酸催化劑的制備并不復(fù)雜，然而SO42/MxOy型固體超強(qiáng)酸催化劑的制備條件對(duì)超強(qiáng)酸的酸性強(qiáng)度、酸種類分布、催化劑的穩(wěn)定性和選擇性等都有一定的影響。固體酸的熱分解法也稱為固體反應(yīng)法，它是運(yùn)用含有活性金屬組分的鹽類，（硝酸鹽、碳酸鹽、甲酸鹽、草酸鹽、醋酸鹽等）在不高的溫度下通過(guò)加熱分解使活性組份形成氧化物，其它組份分解形成相對(duì)無(wú)害的NOCOH2O等氣體逸出。通常是將制備的物質(zhì)的原料組份按照一定比例加到給定濃度的溶液中，然后在高壓釜中運(yùn)用水熱合成。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(wú)Cl離子檢出，在110℃下干燥12h，