[發明專利]一種固體酸催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011143914.5
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112138708B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 王勇;邵廣偉;譚德敏
• 申請（專利權）人: 山東巖海建設資源有限公司
• 主分類號: B01J29/03
• 分類號: B01J29/03;C07D493/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙琪

本發明涉及催化劑技術領域，提供了一種固體酸催化劑及其制備方法和應用。本發明將模板劑F127、水、鹽酸、鋁源和硅源混合進行水熱晶化，將所得固體產物進行第一煅燒，得到鋁改性的SBA?16分子篩；將鋁改性的SBA?16分子篩在可溶性鈮鹽和可溶性鉬鹽的混合溶液中浸漬后依次進行干燥和第二煅燒，得到固體酸催化劑。本發明提供的固體酸催化劑對異山梨醇酯化反應的催化活性高、選擇性好、容易與產物分離、便于重復利用、環境污染小；本發明提供的固體酸催化劑易于造粒成型，有利于進一步降低生產成本。利用本發明提供的固體酸催化劑催化天然可再生的異山梨醇反應制備異山梨醇酯類增塑劑，能夠滿足環保、無毒、可持續發展的要求。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，尤其涉及一種固體酸催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

增塑劑，或稱塑化劑、可塑劑，是通用塑料中使用量最大的添加助劑，廣泛應用于塑膠、混凝土、干壁材料、水泥和石膏中。目前增塑劑的需求量約500萬噸/年，且后續仍有每年至少20～30％的增長需求趨勢。鄰苯二甲酸酯類產品作為最主流的主增塑劑占領了市面上超過60％的份額。多項研究已證實該類增塑劑具有致癌、致畸性等缺點，多國的法律法規已經對其使用進行了極大限制。鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)在歐盟、美國、日本和韓國已被禁止使用。我國相較于歐美發達國家，并無環保無毒主增塑劑在市面上流通，所有對增塑劑安全性能要求高的領域，國內必須完全依靠進口產品，導致產業結構極不合理，且這類增塑劑原料多來自石油，伴隨國際局勢的變化，后續成本不斷升高。

異山梨醇，作為生物質基平臺化合物山梨醇的脫水產物，被廣泛應用于食品、化學品、醫藥、塑料及聚合物等領域。異山梨醇酯類增塑劑的化學結構與功能性與傳統主增塑劑相似，原料為可再生循環資源，國內資源供應充足，且異山梨醇酯無毒無味，與大多數聚合物有良好的相容性，尤其是用量非常大的聚氯乙烯(PVC)，且性能與DOP相近，可替代DOP作為PVC的主增塑劑。

中國專利CN106146527A和CN106632369A公開了一種二羧酸異山梨醇酯增塑劑的制備方法，其中酯化反應的催化劑為Zn(OAc)₂、ZnCl₂、Mn(OAc)₂、Co(OAc)₂、Mg(OAc)₂、Ca(OAc)₂、PbO、GeO₂、Sb₂O₃、Sb(OAc)₂、Sb₂(CH₂CH₂O)₃、Ti(OC₄H₉)₄、SnCl₂、氧化二丁基錫、N,N-二甲基-4-氨基吡啶、N,N’-二異丙基碳二亞胺中的一種或多種復合組分。

中國專利CN108658998B公開了一種異山梨醇酯的制備方法，其中使用的酸性催化劑為硫酸、磷酸、三氟甲磺酸、三氟乙酸、氨基磺酸或對甲苯磺酸

中國專利CN102775587A公開一種聚富馬酸異山梨醇酯及其制備方法，其中使用的催化劑為苯磺酸類或鈦酸類催化劑

上述專利中合成異山梨醇酯使用的催化劑為均相催化劑，均相催化劑具有回收困難、腐蝕性強、與產物難以分離、易造成環境污染等的缺點，目前，亟需開發一種可重復利用、腐蝕小、環境污染小、且適用于催化異山梨醇酯化反應的固體催化劑。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種固體酸催化劑及其制備方法和應用。本發明提供的固體酸催化劑容易與產物分離、便于重復利用、腐蝕性小、環境污染小，且對異山梨醇酯化反應的催化活性高、選擇性好。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種固體酸催化劑的制備方法，包括以下步驟：