一种S2O82‑/ZrO2‑SiO2‑Al2O3固体超强酸的制备方法与流程

文档序号:12353333阅读:275来源:国知局

本发明涉及一种固体超强酸的制备方法,更具体一点说,涉及一种S2O82-/ZrO2-SiO2-Al2O3固体超强酸的制备方法。



背景技术:

固体超强酸是比硫酸还要强的酸,在酸催化作用中,固体超强酸克服了液体酸催化剂的许多弊端,对异构化、烷基化、脱水及酯化等反应具有很高的催化活性,受到人们的普遍重视。近年来对固体超强酸催化剂研究广泛,取得一定的研究成果。在该类固体超强酸中SO42-负载ZrO2形成的超强酸的酸性最强,到目前为止,已研究开发了许多这种类型的固体超强酸,但是也存在一些问题:催化剂反应时的温度过高或者过低,导致反应的平衡转化率较低;产物选择性较差,催化剂稳定性不高,催化活性和使用寿命不长;具有很强的腐蚀性对环境有很大的污染;制备方法困难等缺点,因此,一种具有高效催化作用的固体超强酸是研究发展的必然趋势。

目前制备S2O82-/ZrO2或再添加另一种氧化物的固体超强酸有很多,但再添加另两种氧化物的固体超强酸很少,而且很难制备出催化活性高的固体超强酸。本发明提供与传统的固体超强酸SO42-/ZrO2或S2O82-/ZrO2相比,加入SiO2和Al2O3进行改性,具有其独特的性能:比表面积增大、催化活性高、稳定性好和寿命提高等。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供具有比表面积增大、催化活性高、稳定性好等技术特点的一种S2O82-/ZrO2-SiO2-Al2O3固体超强酸的制备方法。

本发明提供的一种S2O82-/ZrO2-SiO2-Al2O3固体超强酸的制备方法,它采用如下步骤:

1)按质量份数,取1-2份ZrOCl2·8H2O溶于去离子水中,配成浓度为10%的锆盐溶液,以浓氨水为沉淀剂,在搅拌锆盐溶液的条件下缓慢滴入浓氨水直至溶液pH值为8-10,继续搅拌1-2h,然后陈化18-36h,获得沉淀液A,再取10-20份Na2SiO3·9H2O溶于去离子水中,配成浓度为10%的硅酸盐溶液,以NH4NO3溶液为沉淀剂,在搅拌硅酸盐溶液的条件下缓慢滴入NH4NO3溶液直至溶液pH值为8-10,继续搅拌1-2h,置于70℃条件下的恒温水浴锅陈化8-15h,获得沉淀液B;

2)取步骤1)获得的A、B两种沉淀液分别进行减压抽滤,将减压抽滤后获得的两种滤饼用去离子水混合均匀,调节pH值至8-10,置于70℃条件下的恒温水浴锅陈化8-12h,获得沉淀液C;

3)取步骤2)获得的沉淀液C抽滤洗涤,获得滤饼,在110℃条件下对滤饼干燥10-14h,进行研磨过100目实验筛,按质量份数取0.1-0.6份γ-Al2O3混合,继续研磨均匀,用浓度为0.5-2.5mol/L的(NH4)2S2O8溶液浸渍4-6h,减压抽滤,干燥6-10h,再进行研磨,置于马弗炉中,在500-600℃条件下烧焙1-4h,最终获得S2O82-/ZrO2-SiO2-Al2O3固体超强酸。

作为一种优选,步骤1)中所述浓氨水的浓度为25-28%,所述NH4NO3溶液浓度为15-20%。

本发明提供的一种S2O82-/ZrO2-SiO2-Al2O3固体超强酸的制备方法,它采用如下步骤:

1)按质量份数,取1.5份ZrOCl2·8H2O溶于去离子水中,配成浓度为10%的锆盐溶液,以浓氨水为沉淀剂,在搅拌锆盐溶液的条件下缓慢滴入浓氨水直至溶液pH值为9,继续搅拌1.5h,然后陈化22h,获得沉淀液A,再取15份Na2SiO3·9H2O溶于去离子水中,配成浓度为10%的硅酸盐溶液,以NH4NO3溶液为沉淀剂,在搅拌硅酸盐溶液的条件下缓慢滴入NH4NO3溶液直至溶液pH值为9,继续搅拌1.5h,置于70℃条件下的恒温水浴锅陈化12h,获得沉淀液B;

2)取步骤1)获得的A、B两种沉淀液分别进行减压抽滤,将减压抽滤后获得的两种滤饼用去离子水混合均匀,调节pH值至9,置于70℃条件下的恒温水浴锅陈化10h,获得沉淀液C;

3)取步骤2)获得的沉淀液C抽滤洗涤,获得滤饼,在110℃条件下对滤饼干燥12h,进行研磨过100目实验筛,按质量份数取0.35份γ-Al2O3混合,继续研磨均匀,用浓度为1.5mol/L的(NH4)2S2O8溶液浸渍5h,减压抽滤,干燥8h,再进行研磨,置于马弗炉中,在550℃条件下烧焙2.5h,最终获得S2O82-/ZrO2-SiO2-Al2O3固体超强酸。

作为一种优选,步骤1)中所述浓氨水的浓度为27%,所述NH4NO3溶液浓度为18%。

本发明有益效果:与传统的固体超强酸SO42-/ZrO2或S2O82-/ZrO2相比,加入SiO2和Al2O3进行改性,比表面积增大、催化活性高、稳定性好和寿命提高;在传统的固体超强酸SO42-/ZrO2或S2O82-/ZrO2制备方法上再添加两种氧化物,制备出催化活性更高高的固体超强酸;本发明固体超强酸催化反应时的温度中等,反应的平衡转化率高,产物选择性好,稳定性高,使用寿命长;通过控制锆硅铝的含量实现对S2O82-/ZrO2-SiO2-Al2O3纳米粒子颗粒大小的调控。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍:

本发明所述的一种S2O82-/ZrO2-SiO2-Al2O3固体超强酸的制备方法,采用如下步骤:

1)按质量份数,取1-2份ZrOCl2·8H2O溶于去离子水中,配成浓度为10%的锆盐溶液,以浓氨水为沉淀剂,在搅拌锆盐溶液的条件下缓慢滴入浓氨水直至溶液pH值为8-10,继续搅拌1-2h,然后陈化18-36h,获得沉淀液A,再取10-20份Na2SiO3·9H2O溶于去离子水中,配成浓度为10%的硅酸盐溶液,以NH4NO3溶液为沉淀剂,在搅拌硅酸盐溶液的条件下缓慢滴入NH4NO3溶液直至溶液pH值为8-10,继续搅拌1-2h,置于70℃条件下的恒温水浴锅陈化8-15h,获得沉淀液B;

2)取步骤1)获得的A、B两种沉淀液分别进行减压抽滤,将减压抽滤后获得的两种滤饼用去离子水混合均匀,调节pH值至8-10,置于70℃条件下的恒温水浴锅陈化8-12h,获得沉淀液C;

3)取步骤2)获得的沉淀液C抽滤洗涤,获得滤饼,在110℃条件下对滤饼干燥10-14h,进行研磨过100目实验筛,按质量份数取0.1-0.6份γ-Al2O3混合,继续研磨均匀,用浓度为0.5-2.5mol/L的(NH4)2S2O8溶液浸渍4-6h,减压抽滤,干燥6-10h,再进行研磨,置于马弗炉中,在500-600℃条件下烧焙1-4h,最终获得S2O82-/ZrO2-SiO2-Al2O3固体超强酸。

作为一种优选实施例,步骤1)中所述浓氨水的浓度为25-28%,所述NH4NO3溶液浓度为15-20%。

实施例1:一种S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸的制备方法,该制备方法采用如下步骤:

1)按质量份数,取1份ZrOCl2·8H2O溶于去离子水中,配成浓度为10%的锆盐溶液,以浓度为25%的浓氨水为沉淀剂,在搅拌锆盐溶液的条件下缓慢滴入浓氨水直至溶液pH值为8,继续搅拌1h,然后陈化18h,获得沉淀液A,再取10份Na2SiO3·9H2O溶于去离子水中,配成浓度为10%的硅酸盐溶液,以浓度为15%的NH4NO3溶液为沉淀剂,在搅拌硅酸盐溶液的条件下缓慢滴入NH4NO3溶液直至溶液pH值为8,继续搅拌1h,置于70℃条件下的恒温水浴锅陈化8h,获得沉淀液B;

2)取步骤1)获得的A、B两种沉淀液分别进行减压抽滤,将减压抽滤后获得的两种滤饼用去离子水混合均匀,调节pH值至8,置于70℃条件下的恒温水浴锅陈化8h,获得沉淀液C;

3)取步骤2)获得的沉淀液C抽滤洗涤,获得滤饼,在110℃条件下对滤饼干燥10h,进行研磨过100目实验筛,按质量份数取0.1份γ-Al2O3混合,继续研磨均匀,用浓度为0.5mol/L的(NH4)2S2O8溶液浸渍4-6h,减压抽滤,干燥6h,再进行研磨,置于马弗炉中,在500℃条件下烧焙1h,最终获得S2O82-/ZrO2-SiO2-Al2O3固体超强酸。

实施例2:一种S2O82-/ZrO2-SiO2-Al2O3固体超强酸的制备方法,该制备方法采用如下步骤:

1)按质量份数,取1.5份ZrOCl2·8H2O溶于去离子水中,配成浓度为10%的锆盐溶液,以浓度为27%的浓氨水为沉淀剂,在搅拌锆盐溶液的条件下缓慢滴入浓氨水直至溶液pH值为9,继续搅拌1.5h,然后陈化22h,获得沉淀液A,再取15份Na2SiO3·9H2O溶于去离子水中,配成浓度为10%的硅酸盐溶液,以浓度为18%的NH4NO3溶液为沉淀剂,在搅拌硅酸盐溶液的条件下缓慢滴入NH4NO3溶液直至溶液pH值为9,继续搅拌1.5h,置于70℃条件下的恒温水浴锅陈化12h,获得沉淀液B;

2)取步骤1)获得的A、B两种沉淀液分别进行减压抽滤,将减压抽滤后获得的两种滤饼用去离子水混合均匀,调节pH值至9,置于70℃条件下的恒温水浴锅陈化10h,获得沉淀液C;

3)取步骤2)获得的沉淀液C抽滤洗涤,获得滤饼,在110℃条件下对滤饼干燥12h,进行研磨过100目实验筛,按质量份数取0.35份γ-Al2O3混合,继续研磨均匀,用浓度为1.5mol/L的(NH4)2S2O8溶液浸渍5h,减压抽滤,干燥8h,再进行研磨,置于马弗炉中,在550℃条件下烧焙2.5h,最终获得S2O82-/ZrO2-SiO2-Al2O3固体超强酸。

实施例3:一种S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸的制备方法,该制备方法采用如下步骤:

1)按质量份数,取2份ZrOCl2·8H2O溶于去离子水中,配成浓度为10%的锆盐溶液,以浓度为28%浓氨水为沉淀剂,在搅拌锆盐溶液的条件下缓慢滴入浓氨水直至溶液pH值为10,继续搅拌2h,然后陈化36h,获得沉淀液A,再取20份Na2SiO3·9H2O溶于去离子水中,配成浓度为10%的硅酸盐溶液,以浓度为20%的NH4NO3溶液为沉淀剂,在搅拌硅酸盐溶液的条件下缓慢滴入NH4NO3溶液直至溶液pH值为10,继续搅拌2h,置于70℃条件下的恒温水浴锅陈化15h,获得沉淀液B;

2)取步骤1)获得的A、B两种沉淀液分别进行减压抽滤,将减压抽滤后获得的两种滤饼用去离子水混合均匀,调节pH值至10,置于70℃条件下的恒温水浴锅陈化12h,获得沉淀液C;

3)取步骤2)获得的沉淀液C抽滤洗涤,获得滤饼,在110℃条件下对滤饼干燥14h,进行研磨过100目实验筛,按质量份数取0.6份γ-Al2O3混合,继续研磨均匀,用浓度为2.5mol/L的(NH4)2S2O8溶液浸渍6h,减压抽滤,干燥6-10h,再进行研磨,置于马弗炉中,在600℃条件下烧焙1-4h,最终获得S2O82-/ZrO2-SiO2-Al2O3固体超强酸。

本发明所述的实施例并不限于以上所述3个实施例,通过前述公开的数值范围,在就具体实施例中进行任意替换,从而可以得到无数个实施例,对此不一一例举。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1