ZrO2负载硫酸的超酸催化剂是目前发现的最强的超酸。ZrO2的晶相对其催化性能有重要影响。相比较于单斜相,四方相的ZrO2在很多重要反应中具有更好的催化活性。四方相Zr O2在常温下处于介稳定状态,遇水或高温容易转化为单斜相。有两种方法可以制备室温稳定的四方相,一种方法是利用有机锆通过高温热处理获得晶粒尺寸小于其临界尺寸(<6nm),但该种方法经常使用较昂贵的有机锆,因此限制了该种方法的规模化应用。另一种方法是通过掺杂金属离子等稳定剂获得室温稳定的四方相ZrO2,然而这些稳定剂的加入不仅使成本提高还可能对反应产生难以预测的影响,同时随着反应的进行也存在稳定剂流失的问题。不仅从理论上而且从实验技术上均发现少量的碳能够稳定t-ZrO2。尽管碳对酸、碱、水、溶剂、反应试剂等都非常稳定,但制备少量碳作为稳定剂的t-ZrO2却相对困难,因为往往需利用昂贵的有机锆试剂。Zr-MOF是一类由Zr6(OH)4O4(CO2)12团簇作为节点有机配体作为连接体所构成的具有四面体笼和八面体笼的多孔材料,考虑到Zr6(OH)4O4(CO2)12团簇具有Oh分子对称性以及含碳的有机配体。在本实验中,我们利用含有Zr6(OH)4O4(CO2)12团簇的Zr-MOF为前驱体通过简单的焙烧制备t-ZrO2。XPS表明,UIO-66焙烧后的ZrO2不仅包含游离碳而且存在C-,这说明碳对t-ZrO2的形成起到了关键作用。500℃焙烧UIO-66制备的碳稳定的t-ZrO2颗粒尺寸为20nm并可以进一步聚集为200nm。为了进一步探究碳稳定大尺寸t-Zr O2,对孤立的Zr6(OH)4O4(OMc)12团簇、配体链比较短的UIO-FU和配体链比较长的UIO-67分别进行了研究。结果表明,ZrO2的晶相与前驱体热稳定性有关。不同前驱体得到的ZrO2粒径不同,碳稳定剂的存在情况不同。为了探索碳稳定的t-ZrO2的性能,我们制备了SO42-/ZrO2催化剂并对结构进行表征,TG和ICP-AES结果发现ZrO2能够负载15%左右的S对应于TG大约30%的SO42-。经过分析我们认为因为形成了多聚硫酸从而具有非常高的S含量,PY以及DMPY的负载试验以及TG表明SO42-/ZrO2具有强酸性位点。以油酸甲酯的催化反应作为探针反应,研究发现SO42-/ZrO2对于该反应具有较高的催化效率。失活后的SO42-/ZrO2催化剂可以通过重新进行硫酸浸渍和焙烧恢复催化活性,在此过程中尽管有少量的单斜相生成,但再生后催化剂催化性能没有明显变化,所产生的单斜相是由一些残留的无定形相转化的。