[發明專利]一種基于多金屬氧酸鹽的多功能催化劑及制備方法

無效

• 申請號: 200910067308.7
• 申請日: 2009-07-22
• 公開（公告）號: CN101612588A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 郭伊荇;袁星;霍明昕;許蕾蕾;楊霞;李威;馬鳳延
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: B01J31/36
• 分類號: B01J31/36;B01J31/22;C11C3/10;C11C3/00;C07C69/24;C07C67/08;C07C69/58;C07C69/587;C07C67/03
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司
• 代理人: 趙 正

技術領域：

本發明屬于化工領域，涉及一種催化劑及其制備方法。

背景技術：

多金屬氧酸鹽以其酸性、氧化還原性及催化性能可調控性受到廣泛重視。由于多酸比表面積小且易溶于極性溶劑，將均相的多酸催化劑固載化是實現其應用的有效方法，通過固載化可以極大改善多酸的催化性能。在已見報道的負載型多金屬氧酸鹽中，五氧化二鉭負載型多金屬氧酸鹽(H₃PW₁₂O₄₀/Ta₂O₅)具有較高的酸催化性能(L.Xu，Y.Wang，X.Yang，Xi.Yu，Y.Guo，J.H.Clark，Green?Chem.，2008，10，746-755)，但這種催化劑對于催化有水參加或生成水的反應，如酯化和酯交換反應(生物柴油的合成反應)的活性有待于進一步提高。由于水分子包裹在催化劑的內或外表面，影響了反應物與活性點的接觸，降低了反應速率。此外，H₃PW₁₂O₄₀/Ta₂O₅催化劑的表面親水性質則加劇了水對反應產生的影響：對于酯交換反應來說，親水性產物(甘油)吸附在H₃PW₁₂O₄₀/Ta₂O₅催化劑表面，阻礙了疏水性反應物分子(三酸甘油酯)在催化劑孔道中的吸附和擴散，導致了催化劑活性的降低，同時，催化劑對產物(甘油)較強的吸附作用會在一定程度上導致H₃P_W12O₄₀/Ta₂O₅在循環使用中失活。因此，通過采用疏水有機官能團修飾H₃PW₁₂O₄₀/Ta₂O₅可實現對H₃PW₁₂O₄₀/Ta₂O₅表面的親/疏水性的調控，即增加催化劑表面的疏水性和降低其親水性，最終達到提高此類復合材料酸催化活性并避免催化劑失活從而延長催化劑使用壽命的目標。此類多功能催化劑非常適用于有水參加或生成水的酸催化反應(如酯化和酯交換反應)。近期已報道的此類催化劑是利用一步溶膠-凝膠共縮合并結合溶劑熱處理技術，以三嵌段共聚物表面活性劑P123為結構導向劑制備的三維交聯介孔結構烷基官能團R[R為CH₃-(甲基)或C₆H₅-(苯基)]和Keggin型多酸(H₃PW₁₂O₄₀)同時修飾的五氧化二鉭雜化催化劑(Ta₂O₅/SiO₂-[H₃PW₁₂O₄₀/R])，該催化劑對酯化和酯交換反應均表現出較H₃PW₁₂O₄₀/Ta₂O₅更高的酸催化活性，而且，催化劑失活得到了有效抑制(Ta₂O₅/SiO₂-[H₃PW₁₂O₄₀/R]循環使用4次未見活性明顯降低)，相關報道見文獻：L.Xu，Y.Wang，X.Yang，J.Hu，W.Li，Y.Guo，，Green?Chem.，2009，11，314-317；L.Xu，Y.Wang，X.Yang，Xi.Yu，Y.Guo，Appl.Catal.B：Environ.，2009，90，587-594。