[發明專利]一種磺酸改性載體負載固體酸催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011000127.5
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112121817B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 靳少華;劉運海;蔣玉鑫;趙欣;丁可;王磊;楊洋;宋延方;陳永;黎源
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: B01J27/02
• 分類號: B01J27/02;C07C67/08;C07C69/40;C07C69/42;C07C69/44
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1.一種磺酸改性載體負載固體酸催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將多孔材料載體加入到可溶性含硫液體酸水溶液中，攪拌均勻，然后進行加熱處理，降溫過濾，得到磺酸改性載體；

（2）將溶解性酸性金屬鹽溶于有機溶劑中，所述的溶解性酸性金屬鹽為鋁、鋅、鉻、錳、鈷、鉬的鹽酸鹽、硝酸鹽、乙醇鹽中的一種或多種，再向其中加入磺酸改性載體，攪拌均勻后浸漬處理，再經過濾，干燥，得到催化劑母體；

（3）催化劑母體采用低溫等離子體處理，然后進行微波熱解處理，得到催化劑前體；

（4）將金屬鹽助劑溶于有機溶劑中，所述的金屬鹽助劑為鈮、鉭、鎢的鹽酸鹽或乙醇鹽中的一種或多種，再向其中加入催化劑前體，攪拌均勻后浸漬，然后過濾干燥，得到磺酸改性載體負載固體酸催化劑。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的多孔材料載體選自碳材料、酸性分子篩、多孔氧化鋁、鈰鋯氧化物、無定形硅鋁中的一種或多種；

所述的可溶性含硫液體酸選自發煙硫酸、氯磺酸、氨基磺酸、對甲苯磺酸中的一種或多種；

所述的可溶性含硫液體酸水溶液濃度為1～20wt%；

所述的多孔材料載體為可溶性含硫液體酸水溶液質量的30～60 wt%；

步驟（1）中，所述的加熱處理，加熱時間為1～4h，熱處理溫度為80～100℃。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的多孔材料載體為碳材料載體；

所述的可溶性含硫液體酸為氯磺酸和/或對甲苯磺酸；

所述的可溶性含硫液體酸水溶液濃度為5～10 wt%；

所述的多孔材料載體為可溶性含硫液體酸水溶液質量的35～45wt%。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述碳材料的比表面積為1000～1500m²/g，平均孔徑為1～2nm；所述酸性分子篩的比表面積為500～800m²/g，平均孔徑為3～5nm；所述多孔氧化鋁的比表面積為200～300m²/g，平均孔徑為8～10nm；所述鈰鋯氧化物的比表面積為100～150m²/g，平均孔徑為6～8nm；所述無定形硅鋁的比表面積為150～300m²/g，平均孔徑為7～9nm。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的加熱處理，加熱時間為2～3h，熱處理溫度為85～90℃。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述的溶解性酸性金屬鹽為氯化鋁和/或乙醇鋅。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述的有機溶劑選自甲醇、乙醇、丁醇、異丙醇中的一種或多種；

所述的溶解性酸性金屬鹽為磺酸改性載體質量的5～30wt%；

所述的溶解性酸性金屬鹽溶于有機溶劑中，得到的溶液濃度為9～34wt%；

步驟（2）中，所述的浸漬溫度為30～60℃，浸漬時間為4～12h。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述的有機溶劑為甲醇和/或乙醇；

所述的溶解性酸性金屬鹽為磺酸改性載體質量的10～20wt%；

所述的溶解性酸性金屬鹽溶于有機溶劑中，得到的溶液濃度為15～20wt%。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述的浸漬溫度為45～55℃，浸漬時間為6～8h。

10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述的低溫等離子體處理采用介質阻擋放電等離子體放電器，氣體氛圍為氮氣，壓力為常壓，溫度為25～35℃，處理時間為2～6h，功率為40～120W；

步驟（3）中，所述的微波熱解處理采用微波放射器，氣體氛圍為惰性氣體，壓力為常壓，微波處理時間為2～10min，微波功率為500～900W。