[发明专利]一种多钛杂多酸及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多钛杂多酸及其制备方法。所述多钛杂多酸的分子式为H₄Ti(H₂O)₃Ti₃W₉O₃₇。根据本发明提供的多钛杂多酸通过对马来酸酐的酯化催化，显示了该多钛杂多酸不仅具有优异的催化酯化性能，而且用量低，可多次重复催化，且催化后易分离的优点。

技术领域

本发明涉及一种多钛杂多酸的制备方法，特别涉及一种可用于催化酯化反应的多钛取代杂多酸的制备方法。

背景技术

杂多酸（或称多金属含氧酸）是由过渡金属原子按一定的空间结构，通过氧原子配位桥联组成的一类纳米级别的无机金属簇合物。杂多酸在有机溶剂中可以表现出高于传统强酸几个数量级的酸性，可作为酸性催化剂广泛的应用于催化反应中。传统的酯化反应通常使用强质子酸进行催化，此类催化反应通常为均相催化，导致反应后催化剂不易分离，给反应或处理带来麻烦，而且传统的质子强酸催化效果并不理想，导致反应酯化率低。

发明内容

针对催化酯化过程中的缺陷，本发明提供一种多钛杂多酸的制备方法，并将其应用于催化酯化反应。下面将详细的描述本发明。

根据本发明的一方面，一种多钛杂多酸，其分子式为H4Ti(H2O)3Ti3W9O37。

根据本发明的另一方面，一种制备多钛杂多酸的方法，该方法包括如下步骤：使用醋酸将Na2WO4·2H2O水溶液的pH值调节为6～8；向Na2WO4·2H2O水溶液中滴加含TiCl4的盐酸混合液以得到包括Na2WO4和TiCl4的混合物，并且使用盐酸溶液将包括Na2WO4和TiCl4的混合物的pH值调节为5～7，之后在50℃～100℃的条件下反应0.5~2小时以得到第一混合物，其中，Na2WO4·2H2O与TiCl4的摩尔比为11:1；使用NaOH或NaCO3将第一混合物的pH值调节为8.5～10.5，然后向第一混合物中滴加含TiCl4的盐酸混合液以得到第二混合物，并且使用盐酸溶液将第二混合物的pH值调节为1.5～3.5，之后在50℃～100℃的条件下反应1～5小时以得到第三混合物，其中，Na2WO4·2H2O与TiCl4的摩尔比为11:1.5-3；向第三混合物中加入沉析剂，以得到油状物；将油状物溶于水中，用H型阳离子交换树脂交换到pH<1，以得到第四混合物；对第四混合物进行浓缩、干燥至固体，从而得到多钛杂多酸。

根据本发明的实施例，Na2WO4·2H2O水溶液可以按照Na2WO4·2H2O与水的质量比为1:3~1:6配制。

根据本发明的实施例，所述盐酸溶液的浓度可以为0.1～1mol/L。

根据本发明的实施例，所述沉析剂可以包括乙醇和乙二醇单乙醚中的一种。

根据本发明的实施例，在含TiCl4的盐酸混合液中，TiCl4与H+的摩尔比可以为1:0.1～1。

根据本发明的又一方面，本发明所述的多钛杂多酸用于催化马来酸酐与醇合成马来酸酯类。

本发明提供了一种多钛杂多酸及其制备方法，通过对马来酸酐的酯化催化，显示了该多钛杂多酸不仅具有优异的催化酯化性能，而且用量低，可多次重复催化，且催化后易分离的优点。

附图说明

图1为H4Ti(H2O)3Ti3W9O37与H4Ti(H2O)TiW11O39的红外光谱对比图。

具体实施方式

下面将通过实施例给出本发明优选的实施方式。

实施例1

多钛杂多酸催化剂的制备