[发明专利]一种S2O82‑/ZrO2‑SiO2固体超强酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超强酸的制备方法，更具体一点说，涉及一种S₂O₈^2-/ZrO₂-SiO₂固体超强酸的制备方法。

背景技术

固体超强酸是比100％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SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸催化剂研究广泛，取得一定的研究成果。在固体超强酸中SO₄^2-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：制备的固体超强酸催化反应时需要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，稳定性不高，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。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供具有制备简单、催化效果好、稳定性高等技术特点的一种S₂O₈^2-/ZrO₂-SiO₂固体超强酸的制备方法。

本发明提供的一种S₂O₈^2-/ZrO₂-SiO₂固体超强酸的制备方法，它采用如下步骤：

1)按质量份数，取将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进行抽滤洗涤，直至滤液中无Cl^-，获得滤饼，在110℃条件下对滤饼干燥10-14h，再进行研磨过100目实验筛，用0.5-2mol/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2-4h，最终获得S₂O₈^2-/ZrO₂-SiO₂固体超强酸。

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

作为一种优选，在步骤3)中的滤液内加入0.1mol·L^-1AgNO₃溶液检测滤液至无白色沉淀产生以确定滤液中无Cl^-。

本发明提供的一种S₂O₈^2-/ZrO₂-SiO₂固体超强酸的制备方法，它采用如下步骤：