[发明专利]一种固体酸催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种聚甲氧基二乙醚的制备方法，其特征在于包括：

使包含三聚甲醛、二乙氧基甲烷和固体酸催化剂的混合反应体系于60~90^oC反应1~10h，制得聚甲氧基二乙醚；

其中所述固体酸催化剂包括Zr、N、O和S元素，所述固体酸催化剂的结构由立方相的纳米颗粒与无定型相的混合区域构成，所述固体酸催化剂具有介孔结构，所述固体酸催化剂表面具有双齿硫酸根物种、路易斯酸酸性位点及布朗斯特酸酸性位点；所述固体酸催化剂中Zr、N、O与S元素的摩尔比为1.83:1.66:3.85:1；所述双齿硫酸根物种均匀分布于所述固体酸催化剂表面；所述固体酸催化剂所含孔洞的孔径为3~30nm，比表面积为80~100m²/g。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述三聚甲醛、二乙氧基甲烷与固体酸催化剂的质量比为2:1:0.09~0.15。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固体酸催化剂的制备方法包括：

使包含锆源、2-甲基咪唑和溶剂的混合反应体系进行溶剂热反应，获得第一固形物；

以及，使所述第一固形物与硫酸反应，之后经煅烧处理，获得固体酸催化剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述固体酸催化剂的制备方法具体包括：

将锆源、2-甲基咪唑和溶剂混合均匀，形成所述混合反应体系并于10~100^oC搅拌混合2~24h；

以及，使所述混合反应体系于60~150^oC进行溶剂热反应2~48h，获得凝胶前体，之后经离心、洗涤和干燥处理，获得所述第一固形物。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述锆源与2-甲基咪唑的质量比为0.2~2:1。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述锆源选自正丙醇锆和/或硝酸锆。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂选自二甲基甲酰胺和/或甲醇。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂与锆源的质量比为50~500:1。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述离心处理采用的转速为5000~10000rpm，离心时间为5~20min；

所述洗涤处理采用的洗涤液选自二甲基甲酰胺和/或乙酸乙酯；

所述干燥处理的温度为60~150^oC，时间为5~48h。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述固体酸催化剂的制备方法具体包括：将所述第一固形物与硫酸混合并于10~80^oC反应10~300min，之后于450~650^oC进行煅烧处理1~10h，获得所述固体酸催化剂。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于：所述第一固形物与硫酸的质量比为1~2:1；所述硫酸的浓度为0.05~0.5mol/L。

12.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述固体酸催化剂的制备方法还包括：在所述第一固形物与硫酸反应完成后，对所获混合物进行分离、干燥处理，所述干燥处理的温度为60~150^oC，时间为5~48h。

13.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧处理使用的气氛选自空气气氛、氧气气氛、惰性气体气氛中的任意一种或两种以上的组合。