通过沉淀、回流和浸渍法制备了镓掺杂的纳米级固体超强酸SO2-4/Ga2O3/ZrO2,并用X射线衍射、透射电镜、热重、吡啶吸附红外光谱、低温N2-BET及化学分析等技术对SO2-4/Ga2O3/ZrO2的结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性进行了研究. 结果表明,掺杂Ga2O3可以抑制制备过程中ZrO2晶粒长大,有利于抑制高温下催化剂由四方相转变为单斜相. 与未掺杂的催化剂相比,Ga2O3的掺杂提高了催化剂表面SO2-4的分解温度,有利于催化剂表面形成更多的酸中心. SO2-4/Ga2O3/ZrO2对正丁烷异构化反应显示出优异的催化性能. 其中,含3%Ga2O3的样品的活性最高,220 ℃下其初活性为59.1%; 反应1 h后,其活性基本保持稳定,稳态转化率大于51%,接近该反应条件下正丁烷的平衡转化率.
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