[發明專利]一種新型固體超強酸催化劑的制備方法及其在催化微晶纖維素合成乙酰丙酸中的應用

有效

• 申請號: 201210136921.1
• 申請日: 2012-05-07
• 公開（公告）號: CN102671712A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李利軍;劉燾;黃文藝;程昊;劉柳
• 申請（專利權）人: 廣西工學院
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;C07C59/185;C07C51/00
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙) 45113
• 代理人: 韋微

1.一種新型固體超強酸催化劑的制備方法，其特征在于：該固體超強酸催化劑是SO₄^2-/聚丙烯酰胺-ZrO₂-TiO₂-Al₂O₃，該固體超強酸催化劑的制備方法包括以下步驟：

（1）稱取ZrO₂固體，加入Al（NO₃）₃?9H₂O固體，加入的ZrO₂與Al（NO₃）₃?9H₂O的質量比為3.8～4.2：1，得到固體混合物；

（2）按1g固體混合物加入5～15ml混合溶液計，加入混合溶液溶解步驟（1）得到的固體混合物，再按1g固體混合物加入0.5～1.5ml硫酸亞鈦溶液計加入濃度為15～18wt%硫酸亞鈦溶液，所述的混合溶液是蒸餾水和無水乙醇按體積比3.5～4.5：1混合；

（3）在快速攪拌下向步驟（2）得到的溶液中緩慢滴加濃度為25～28wt%濃氨水，調節溶液PH值在9～10.5之間，形成白色凝膠；

（4）將步驟（3）得到的凝膠放置陳化2～4小時，將陳化后的膠體過濾收集沉淀物，沉淀物用蒸餾水洗滌1～2次，再用0.6mol/L的(NH₄)₂SO_4?溶液浸漬3～5小時，(NH₄)₂SO_4?溶液的用量以剛好完全浸泡過沉淀物為準；

（5）將經過浸漬的沉淀物放入干燥箱中干燥得到固體，干燥溫度170～200℃，干燥時間2～3小時，干燥后得到的固體磨細后在溫度為500～700℃條件下焙燒2～4小時；

（6）將步驟（5）焙燒后得到的固體用濃度98wt%濃硫酸浸漬2～3小時，濃硫酸的用量以剛好完全浸泡過固體為準，浸漬后的固體或是放入干燥箱中在170～200℃下烘干3～5小時，或是在350～450℃下焙燒1～2小時，得到的固體磨細，即得到固體超強酸催化劑SO₄^2-/聚丙烯酰胺-ZrO₂-TiO₂-Al₂O₃。

2.一種如權利要求1所述的方法制備得到的固體超強酸催化劑在催化微晶纖維素合成乙酰丙酸中的應用，其特征在于：取微晶纖維素加入乙醇水溶液中，所述的乙醇水溶液是蒸餾水和無水乙醇按體積比3.5～4.5：1混合，微晶纖維素與乙醇水溶液的配比為1g：45～55ml，再加入固體超強酸催化劑進行反應，固體超強酸催化劑的加入量為微晶纖維素質量的10～20%，反應溫度190～220℃，攪拌速度為500～600r.min^-1，反應時間60～120min，反應結束后過濾收集濾液，濾液先用油浴在90～96℃條件下蒸發冷凝收集乙醇循環使用，然后在105～115℃條件下蒸發濃縮至濾液體積的15～25%，再加入乙酸乙酯萃取，萃取結束后萃取液置于水浴中在溫度80～100℃下蒸發，得到產品乙酰丙酸。