[發明專利]一種以蒙脫土為載體的固體酸催化劑的構建方法

在審

• 申請號: 201610994322.1
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN106732673A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 卿青;郭琪;周琳琳;黃美子;萬逸倫;徐有清;季暉龍
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J27/053
• 分類號: B01J27/053;C07D307/50;C07D307/46;C07D307/48
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1.一種以蒙脫土為載體的固體酸催化劑的構建方法，其特征在于按照下述步驟進行：

1）將木質纖維素（或木糖、葡萄糖）和新構建的以蒙脫土為載體的固體酸催化劑置于反應釜中，加入蒸餾水在純水相體系中進行反應，或再在純水體系加入有機溶劑使成為兩相（甲苯、4甲基-2戊酮、戊內酯、環戊基甲醚、四氫呋喃等對糠醛有較大溶解度的有機溶劑）進行反應，于150-200℃下反應5-180min；所述的催化劑加載量為以質量計占木質纖維素的0.45-7.2wt%，木質纖維素的底物濃度為10-50mg/mL；

2）后處理：步驟1）反應結束后，冰水浴迅速冷卻，抽濾，得到濾渣與濾液，濾渣即為負載金屬離子的固體酸催化劑，濾液蒸餾濃縮、有機溶劑萃取、蒸餾，得到糠醛和HMF；

3）催化劑的重復使用：步驟2）抽濾后得到的以蒙脫土為載體的固體酸催化劑經乙醇和水反復洗滌后，烘干，再重復步驟1），用于重復利用。

2.根據權利要求1所述的一種以蒙脫土為載體的固體酸催化劑的構建方法構，其特征在于步驟2）中糠醛得率為20.4%-79.9%；HMF得率為3.1%-33.6%；催化劑重復利用五次后，催化劑性能降低4.1%-12.2%。

3.根據權利要求1所述的一種以蒙脫土為載體的固體酸催化劑的構建方法構，其特征在于木質纖維素或者為木糖或葡萄糖。

4.根據權利要求1所述的一種以蒙脫土為載體的固體酸催化劑的構建方法構，其特征在于可以在水相體系中加入有機溶劑使成雙相體系，如加入甲苯、4-甲基-2戊酮、戊內酯、環戊基甲醚、四氫呋喃等，從而高效催化木質纖維素生產糠醛和HMF。

5.根據權利要求1所述的一種以蒙脫土為載體的固體酸催化劑的構建方法構，其特征在于其中所述的以蒙脫土為載體的固體酸催化劑的制備方法，按照下述步驟進行：

1）首先SnCl₄?5H₂O和蒙脫土按一定的質量比溶解于無水乙醇中，按蒙脫土（g）:乙醇（mL）=1:25添加，形成懸濁液，攪拌30min；

2）用濃氨水將上述懸濁液的pH調至6左右；

得到蒙脫土Sn-(OH)₄膠體；3）將膠體至于烘箱中70℃溶脹、烘干，并在70℃下老化12h；

將溫度調至90℃，繼續烘干12 h得到SnO₂-蒙脫土；

4）再按底物配制的硫酸溶液按15 mL/g添加到SnO₂-蒙脫土中，浸漬、攪拌3 h，洗滌抽濾，110 ℃烘干，最后500 ℃焙燒3 h，即得SO₄^2-/SnO₂-MMT。

6.根據權利要求5所述的一種以蒙脫土為載體的固體酸催化劑的構建方法構，其特征在于其中步驟（1）中按照（SnCl₄?5H₂O）：（蒙脫土）=0.25-3（質量比）的比例將SnCl₄?5H₂O和蒙脫土加入無水乙醇中。

7.根據權利要求5所述的一種以蒙脫土為載體的固體酸催化劑的構建方法構，其特征在于其中步驟（4）中用濃度為0.25-2.5M的硫酸溶液浸泡SnO₂-蒙脫土。