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磷钨酸铈催化剂的制备及催化性能研究

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引 言

1 文献综述

1.1 杂多化合物的发展历史

1.2 杂多化合物的结构

1.3 杂多化合物的酸性

1.4 杂多化合物中水的存在形式

1.5 杂多化合物的氧化还原性

1.6 杂多化合物的“准液相”性质

1.7 磷钨酸常用制备方法

1.9 问题的提出和研究内容

2 实验试剂与设备及分析测试方法

2.1 实验试剂

2.2 实验设备

2.3 实验表征及测试方法

3 CexH3-3xPW12O40(x=0-1)的制备及其性能研究

3.1 实验

3.2 结果与讨论

3.3 本章小结

4 循环利用磷钨酸铈催化剂合成月桂酸甲酯

4.1 实验

4.2 结果与讨论

4.3 本章小结

5 循环利用磷钨酸铈催化剂合成棕榈酸甲酯

5.1 实验

5.2 结果与讨论

5.3 本章小结

6 循环利用磷钨酸铈催化剂合成棕榈酸和硬脂酸混合酸甲酯

6.1 实验

6.2 结果与讨论

6.3 本章小结

结 论

参考文献

在学研究成果

致谢

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摘要

本文用钨酸钠溶液与盐酸反应生成钨酸沉淀,将钨酸沉淀用磷酸溶解,得到清亮的磷钨酸溶液,经过浓缩、结晶得到磷钨酸晶体,按一定化学计量比将磷钨酸晶体和氯化铈溶液混合,控制溶液 pH值<1,经浓缩、结晶得到磷钨酸铈系列催化剂CexH3-3xPW12O40(x=0-1)。经BET测定比表面积在1.7-9.5 m2/g之间;IR和XRD分析表明,CexH3-3xPW12O40具有完整的Keggin结构;TG-DSC表明,Ce的掺入有助于提高结合水的稳定性,提高催化剂的热稳定性。
  以月桂酸和甲醇的酯化反应为探针实验,研究催化剂CexH3-3xPW12O40的催化性能,结果表明,x=1时,即 CePW12O40的催化性能最好;同时研究 CePW12O40不同脱水温度下的催化性能,结果表明,室温下干燥的 CePW12O40催化活性最高;选择室温干燥的 CePW12O40作为催化剂,分别催化合成月桂酸甲酯、棕榈酸甲酯以及棕榈酸和硬脂酸的混合酸甲酯,研究不同酸醇摩尔比、不同反应时间、不同催化剂用量对羧酸转化率的影响。在最佳反应条件的基础上,研究催化剂的循环利用工艺。
  CePW12O40催化合成月桂酸甲酯,反应温度67℃,酸醇摩尔比1:15,反应时间4 h,催化剂用量为月桂酸质量的7%;催化剂直接循环催化反应7次,月桂酸转化率下降到77%;催化剂重结晶循环利用10次,月桂酸转化率均大于97%。
  CePW12O40催化合成棕榈酸甲酯,反应温度67℃,酸醇摩尔比1:12,反应时间4 h,催化剂用量为棕榈质量的9%,催化剂重结晶循环利用10次,棕榈酸转化率均大于96%。
  CePW12O40催化合成棕榈酸和硬脂酸的混合酸甲酯,反应温度67℃,酸醇摩尔比1:10,反应时间4 h,催化剂用量为混合酸质量的8%,催化剂重结晶循环利用10次,混合酸转化率均大于96%。
  新制备的磷钨酸铈和在合成月桂酸甲酯反应10次重结晶循环利用后的磷钨酸铈催化剂经XRD和IR对比分析,催化剂结构未发生改变,磷钨酸铈催化剂的循环利用是可行的。

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