[發(fā)明專利]一種固體酸催化劑及其制備方法和在催化轉(zhuǎn)化生物質(zhì)制備乳酸中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310662092.5
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103657689A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董文生;王芬芬;劉春玲
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類號: B01J27/053
• 分類號: B01J27/053;B01J27/25;B01J27/10;C07C59/08;C07C51/00
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責(zé)任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

1.一種固體酸催化劑，其特征在于：該催化劑的載體是酸改性蒙脫土，酸改性蒙脫土的比表面積是30～200m²·g^-1、孔體積為0.1～0.5cm³·g^-1、孔徑為0.5～50nm，活性組分為鉻、鐠、镥、鈮、鈰、鈥、銩、釓、釤、釔、銪、鋁、鐿、釹、鉺、鋅、鏑、銦、鑭、錫、鈧離子中的任意一種，活性組分的負(fù)載量為5wt.%～40wt.%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體酸催化劑，其特征在于：所述的活性組分為鉺、鐿、銦、鈧、鑭、鈰離子中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體酸催化劑，其特征在于：所述的活性組分為鉺離子。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的固體酸催化劑，其特征在于：所述的活性組分的負(fù)載量為20wt.%。

5.一種權(quán)利要求1的固體酸催化劑的制備方法，其特征在于它由下述步驟組成：

（1）制備酸改性蒙脫土

將蒙脫土與去離子水按質(zhì)量比為1:20～100混合均勻，室溫攪拌5～20小時，靜置、離心分離、干燥，得到純化后的蒙脫土，將純化后的蒙脫土分散于酸的水溶液中，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～5%的蒙脫土懸浮液，50～100℃攪拌2～8小時，得到酸改性蒙脫土；

上述酸的水溶液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%～30%的硫酸水溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～5%的鹽酸水溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%～20%的硝酸水溶液中的任意一種；

（2）制備固體酸催化劑

采用離子交換法，按照活性組分的負(fù)載量為5wt.%～40wt.%，將活性組分的可溶性鹽加入去離子水中，超聲攪拌30～60分鐘，加入酸改性蒙脫土，50～60℃下攪拌12小時，靜置，抽濾，洗滌至無氯離子存在，100～120℃干燥10～12小時，制備成固體酸催化劑；

上述的活性組分的可溶性鹽是鉻、鐠、镥、鈮、鈰、鈥、銩、釓、釤、釔、銪、鋁、鐿、釹、鉺、鋅、鏑、銦、鑭、錫、鈧的可溶性鹽中的任意一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體酸催化劑的制備方法，其特征在于：所述的活性組分的可溶性鹽是鉺、鐿、銦、鈧、鑭、鋅或鈰的硝酸鹽、醋酸鹽、氯化物中的任意一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體酸催化劑的制備方法，其特征在于：所述的制備酸改性蒙脫土步驟（1）中，將純化后的蒙脫土分散于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的硫酸的水溶液中，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的蒙脫土懸浮液，100℃攪拌6小時，得到酸改性蒙脫土。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體酸催化劑的制備方法，其特征在于：所述的制備固體酸催化劑步驟（2）中，采用離子交換法，按照活性組分的負(fù)載量為20wt.%，將活性組分的可溶性鹽加入去離子水中，超聲攪拌30分鐘，加入酸改性蒙脫土，50℃攪拌12小時，靜置，抽濾，洗滌至無氯離子存在，100～120℃干燥10～12小時，制備成固體酸催化劑。

9.權(quán)利要求1的固體酸催化劑在催化轉(zhuǎn)化生物質(zhì)制備乳酸中的用途。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固體酸催化劑在催化轉(zhuǎn)化生物質(zhì)制備乳酸中的用途，其特征在于：所述的生物質(zhì)是葡萄糖、果糖、蔗糖、木糖、甘露糖、纖維二糖、菊粉、淀粉、木質(zhì)素、半纖維素、花生殼、小麥秸稈、玉米秸稈、水稻秸稈、楊樹葉、纖維素中的任意一種。