编号：FTJS01325
篇名：掺杂元素对TiO_2/SO_4~(2-)固体酸特性的影响
作者：沈伯雄; 姚燕; 唐雪娇; 郝晓翠; 代京京; 李雪冰; 王平;
关键词：固体酸; TiO_2-M_xO_y/SO_4~(2-); 酯交换; 表征;
机构： 南开大学环境科学与工程学院;
摘要： 为了进行掺杂元素对超强酸特性的影响研究,采用均匀沉淀法合成了Fe、Si、Al和Zr氧化物掺杂的TiO_2/SO_4~(2-)的固体酸(TiO2-MxOy),采用XRD、FTIR、NH3-TPD以及H2-TPR等分析方法对催化剂进行表征。以大豆油和甲醇的酯交换反应为活性评价反应,比较了各催化剂的催化活性。研究发现,除了Al外掺杂元素抑制了二氧化钛硫酸化浸渍处理形成硫酸氧钛的过程,其中Si的抑制作用最强。掺杂Fe、Si氧化物使样品中H2还原温度降低,其中以Fe掺杂的样品氢还原温度降低最为明显。NH3-TPD表征表明,Si、Zr和Fe等氧化物掺杂对超强酸表面酸性具有加强作用,而Al掺杂样品表面酸性与未经第二组分修饰的TiO_2/SO_4~(2-)相比有所降低。相比未掺杂第二元素的催化剂,各掺杂元素的添加使得催化剂活性都有不同程度的提高。将酯交换活性最好的掺Fe催化剂和TiO_2/SO_4~(2-)催化剂的重复使用情况进行了研究。结果发现,Fe_2O_3-TiO_2/SO_4~(2-)与TiO_2/SO_4~(2-)相比,经3次酯交换反应后活性降低不大。该研究可为后续固体酸的制备和应用提供理论基础。
