SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸的制备及其催化活性

廖洋; 李洋; 马骏; 毛卉; 杜强; 赵仕林

doi:10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.024

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SO₄^2-/ZrO₂-Nd₂O₃固体酸的制备及其催化活性

廖洋, 李洋, 马骏, 毛卉, 杜强, 赵仕林

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廖洋, 李洋, 马骏, 毛卉, 杜强, 赵仕林. SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸的制备及其催化活性[J]. 电子科技大学学报, 2015, 44(1): 140-146. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.024

引用本文:

廖洋, 李洋, 马骏, 毛卉, 杜强, 赵仕林. SO₄^2-/ZrO₂-Nd₂O₃固体酸的制备及其催化活性[J]. 电子科技大学学报, 2015, 44(1): 140-146. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.024

LIAO Yang, LI Yang, MA Jun, MAO Hui, DU Qiang, ZHAO Shi-lin. Preparation of SO42-/ZrOZrO2-Nd2O3 Solid Acid Catalyst and Its Catalytic Activities[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2015, 44(1): 140-146. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.024

Citation:

LIAO Yang, LI Yang, MA Jun, MAO Hui, DU Qiang, ZHAO Shi-lin. Preparation of SO₄^2-/ZrOZrO₂-Nd₂O₃ Solid Acid Catalyst and Its Catalytic Activities[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2015, 44(1): 140-146. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.024

SO₄^2-/ZrO₂-Nd₂O₃固体酸的制备及其催化活性

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.024

廖洋^1,2,
李洋¹,
马骏¹,
毛卉¹,
杜强¹,
赵仕林^1,2

1.
四川师范大学化学与材料科学学院成都 610066;
2.
四川省高等学校农田生态服务能力建设工程中心成都 610066

基金项目:

国家自然科学基金(51173122,31100374,21406147);四川省教育厅资助项目(12ZB117)

详细信息

作者简介:
廖洋(1979-),女,博士,副教授,主要从事环境材料方面的研究.

中图分类号: TS59;O643

Preparation of SO₄^2-/ZrOZrO₂-Nd₂O₃ Solid Acid Catalyst and Its Catalytic Activities

1.
College of Chemistry and Materials Science,Sichuan Normal University Chengdu 610066;
2.
The Engineering Center for the Development of Farmland Ecosystem Service Functions,Sichuan Province Institutions of Higher Education Chengdu 610066

摘要: 以皮胶原纤维为模板剂,硫酸锆为锆源,掺杂稀土Nd元素制备SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸。通过TG、XRD、FT-IR、SEM以及N2吸附脱附分析等表征了制备条件对SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸结构的影响。结果表明,SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸较好地保持了模板的纤维结构,添加稀土Nd元素能有效抑制晶粒增长,ZrO2-Nd2O3晶粒尺寸为5.1~11.6 nm,比表面积为63.96 m2/g;以乙酸和正丁醇的酯化反应为模型反应考察SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸的催化活性,催化剂活性较高,重复使用5次,乙酸的转化率仍可达到85%,表现出较好的重复使用性,具有一定的工业应用前景。
- 失活 /
- 制备 /
- 再生 /
- SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸
Abstract: SO42-/ZrO2-Nd2O3 solid acid was prepared by using collagen fibers as template, zirconium sulfate as zirconium source and doping with rare earth element Nd. The as-prepared SO42-/ZrO2-Nd2O3 were characterized by TG, XRD, FT-IR、SEM and N2 adsorption-desorption analysis so as to investigate the influence of preparation conditions on the catalyst structure. The results reveal that the fibrous structures of collagen fibers are preserved in the SO42-/ZrO2-Nd2O3 solid acid. The growth of the ZrO2-Nd2O3 particles can be efficiently suppressed by Nd doping. The diameters of ZrO2-Nd2O3 particles are distributed in the range of 5.1~11.6 nm. The BET surface area of SO42-/ZrO2-Nd2O3 solid acid is 63.96 m2/g. The esterification of acetic acid with n-butanol was carried out as a model reaction to calculate the catalytic properties of SO42-/ZrO2-Nd2O3 solid acid. The SO42-/ZrO2-Nd2O3 solid acid exhibits high catalytic activity. Furthermore, the conversion rate of acetic acid can reach 85% in the fifth cycle, which showsthe satisfied reusability, thus showing a potential industrial application.
- deactivation /
- preparation /
- regeneration /
- SO42-/ZrO2-Nd2O3 solid acid

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SO₄^2-/ZrO₂-Nd₂O₃固体酸的制备及其催化活性

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.024

1. 四川师范大学化学与材料科学学院成都 610066;

2. 四川省高等学校农田生态服务能力建设工程中心成都 610066

基金项目:

国家自然科学基金(51173122,31100374,21406147);四川省教育厅资助项目(12ZB117)

作者简介:
廖洋(1979-),女,博士,副教授,主要从事环境材料方面的研究.

收稿日期: 2014-01-16
修回日期: 2014-11-18
刊出日期: 2015-02-15

中图分类号: TS59;O643

关键词:

摘要: 以皮胶原纤维为模板剂,硫酸锆为锆源,掺杂稀土Nd元素制备SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸。通过TG、XRD、FT-IR、SEM以及N2吸附脱附分析等表征了制备条件对SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸结构的影响。结果表明,SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸较好地保持了模板的纤维结构,添加稀土Nd元素能有效抑制晶粒增长,ZrO2-Nd2O3晶粒尺寸为5.1~11.6 nm,比表面积为63.96 m2/g;以乙酸和正丁醇的酯化反应为模型反应考察SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸的催化活性,催化剂活性较高,重复使用5次,乙酸的转化率仍可达到85%,表现出较好的重复使用性,具有一定的工业应用前景。

English Abstract

Preparation of SO₄^2-/ZrOZrO₂-Nd₂O₃ Solid Acid Catalyst and Its Catalytic Activities

1. College of Chemistry and Materials Science,Sichuan Normal University Chengdu 610066;

2. The Engineering Center for the Development of Farmland Ecosystem Service Functions,Sichuan Province Institutions of Higher Education Chengdu 610066

Received Date: 2014-01-16
Rev Recd Date: 2014-11-18
Publish Date: 2015-02-15

Keywords:

Abstract: SO42-/ZrO2-Nd2O3 solid acid was prepared by using collagen fibers as template, zirconium sulfate as zirconium source and doping with rare earth element Nd. The as-prepared SO42-/ZrO2-Nd2O3 were characterized by TG, XRD, FT-IR、SEM and N2 adsorption-desorption analysis so as to investigate the influence of preparation conditions on the catalyst structure. The results reveal that the fibrous structures of collagen fibers are preserved in the SO42-/ZrO2-Nd2O3 solid acid. The growth of the ZrO2-Nd2O3 particles can be efficiently suppressed by Nd doping. The diameters of ZrO2-Nd2O3 particles are distributed in the range of 5.1~11.6 nm. The BET surface area of SO42-/ZrO2-Nd2O3 solid acid is 63.96 m2/g. The esterification of acetic acid with n-butanol was carried out as a model reaction to calculate the catalytic properties of SO42-/ZrO2-Nd2O3 solid acid. The SO42-/ZrO2-Nd2O3 solid acid exhibits high catalytic activity. Furthermore, the conversion rate of acetic acid can reach 85% in the fifth cycle, which showsthe satisfied reusability, thus showing a potential industrial application.

廖洋, 李洋, 马骏, 毛卉, 杜强, 赵仕林. SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸的制备及其催化活性[J]. 电子科技大学学报, 2015, 44(1): 140-146. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.024

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作者简介:
廖洋(1979-),女,博士,副教授,主要从事环境材料方面的研究.

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doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.024

1. 四川师范大学化学与材料科学学院成都 610066;

2. 四川省高等学校农田生态服务能力建设工程中心成都 610066

作者简介:
廖洋(1979-),女,博士,副教授,主要从事环境材料方面的研究.

English Abstract

Preparation of SO₄^2-/ZrOZrO₂-Nd₂O₃ Solid Acid Catalyst and Its Catalytic Activities

1. College of Chemistry and Materials Science,Sichuan Normal University Chengdu 610066;

2. The Engineering Center for the Development of Farmland Ecosystem Service Functions,Sichuan Province Institutions of Higher Education Chengdu 610066

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