[發明專利]一種反相微乳液法制備固體酸催化劑的工藝

有效

• 申請號: 201310301255.7
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103316697A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 張志德;王重斌;陳玉琴;滿城娜
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: B01J27/053
• 分類號: B01J27/053;B01J37/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術領域

本發明屬涉及一種固體酸催化劑的制備，特別涉及TiO₂－Al₂O₃/SO₄²⁺固體超強酸納米粉體制備工藝，屬于催化劑制備技術領域。

背景技術

固體超強酸催化劑在有機合成中可廣泛應用于裂解、烷基化、酰基化、酯化、異構化、聚合、齊聚和氧化反應等，并且因為其對設備的腐蝕小﹑環境的污染小等優點，在綠色化學、環境友好催化中，有著非常廣泛的應用前景。傳統的TiO₂－Al₂O₃/SO₄²⁺固體超強酸制備方法主要包括沉淀-浸漬法、水熱法、共沉淀法、溶膠凝膠法、自組裝法等等，但是這些方法操作繁瑣，且經此方法制備的固體酸催化劑容易存在粒徑分布不均﹑顆粒度較大且團聚現象嚴重﹑比表面積偏低的缺點。因而發明一種顆粒形貌均勻、細小、比表面積高的固體酸對于TiO₂－Al₂O₃/SO₄²⁺固體酸的工業應用有很重要的意義。

微乳液法反應體系穩定﹑均勻，工藝簡單，可以通過改變工藝的參數來調節制備納米粉體的形貌、粒徑大小、分布等等。在反相微乳液中，水相作為一個微反應器，納米粒子在水相里成核﹑生長。可以控制水與表面活性劑的物質的量比以及水相中無機鹽的濃度來改變納米粒子的大小。這種納米粒子合成方法的設計有望克服傳統工藝合成的固體超強酸存在的易團聚﹑顆粒分散度差﹑大小不均一等缺點。單組分固體超強酸催化劑，起重要作用硫酸根在反應中較易流失，在高溫度條件下容易失活，因此單組分固體催化劑一開始有較好的催化活性，但使用壽命較短。通過對參雜金屬氧化物對載體的改性，使催化劑能提供合適的比表面積、增強酸中心密度、延長使用壽命、增加抗毒能力等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種反相微乳液法制備固體酸催化劑的工藝，合成了TiO₂－Al₂O₃/SO₄²⁺固體超強酸，合成的固體超強酸有顆粒分散度好﹑比表面積大﹑粒徑大小可控等優點。

本發明采取的技術方案為：

一種反相微乳液法制備固體酸催化劑的工藝，包括步驟如下：

（1）將Ti（SO₄)₂·9H₂O﹑Al（NO₃)₃·9H₂O與去離子水混合配成無機鹽溶液，Ti（SO₄)₂·9H₂O和Al（NO₃)₃·9H₂O物質的量比為1:0.5-2，無機鹽溶液溶質總濃度為0.5-1.2mol·L^-1；

（2）將表面活性劑﹑助表面活性劑﹑油相加入到攪拌中的無機鹽溶液中，四者的體積比為1-6：1-4：5-20：1，混合均勻，并繼續攪拌30-40min，得到澄清透明的反相微乳液，制得溶液A；

（3）將碳酸銨溶解到去離子水中，攪拌，配置成碳酸銨水溶，濃度3-8mol·L^-1；

（4）另取表面活性劑﹑助表面活性劑﹑油相與攪拌中的碳酸銨水溶液混合，四者的體積比為1-6：1-4：5-20：1，繼續攪拌30-40min，混合均勻，得到澄清透明的反相微乳液,制得溶液B；

（5）將溶液A和溶液B按照體積比1：1-6混合，攪拌反應1.5h，靜置沉淀20h，過濾，用去離子水﹑乙醇反復洗滌，用AgNO₃溶液檢測，直到濾液不含Cl^-為止，濾餅烘干，備用；

（6）配置(NH₄)₂SO₄溶液，將上述濾餅等體積浸漬10-30min，控溫干燥，備用；

（7）將步驟（6）得到的濾餅粉體移置馬弗爐中，控溫煅燒，600-650℃煅燒3-5h，得到TiO₂－Al₂O₃/SO₄²⁺固體超強酸。