[发明专利]有序介孔硫酸化锆—铝复合氧化物固体酸材料及其制备和应用

权利要求书

1.一种有序介孔硫酸化锆—铝复合氧化物固体酸材料，作为大豆油和甲醇合成生物柴油酯交换反应催化剂使用，所述固体酸材料具有规整有序的二维六方相介孔孔道结构，比表面积150～420m²/g，孔体积0.3～1.2cm³/g，孔径4.0～18.0nm，孔壁中锆、铝原子摩尔比可在0.1～10范围内调节，孔壁表面酸量、酸密度、B酸中心与L酸中心比值及超强酸中心含量分别在0.1～5.2mmol/g、0.0001～0.018mmol/m²、0.01～2.1及0～0.8mmol/g范围内可调，按照下述步骤制备得到：

1)、按照锆源∶铝源∶有机羧酸∶无机酸∶去离子水∶无水乙醇∶嵌段共聚物类非离子表面活性剂=(10～100)∶(10～100)∶(0～40)∶(10～120)∶(50～300)∶(1000～3000)∶1的摩尔配料比，将无机酸、有机羧酸和嵌段共聚物类非离子表面活性剂溶解于去离子水与无水乙醇的混合溶液中，缓慢加入锆源和铝源，搅拌得到澄清溶液；

2)、将所述澄清溶液置于密封高压反应釜内，60～120℃下溶剂热预处理5～24h，得到包裹锆、铝羟基物种的表面活性剂复合胶束溶液；

3)、将所述表面活性剂复合胶束溶液挥发至干，再加热至100～180℃进行热聚合处理24～48h，得到包裹表面活性剂胶束的有序介孔锆—铝复合氧化物；

4)、空气中焙烧除去存在于所述包裹表面活性剂胶束的有序介孔锆—铝复合氧化物上的表面活性剂胶束，得到有序介孔锆—铝复合氧化物；

5)、将所述有序介孔锆—铝复合氧化物置于硫酸溶液中进行浸渍处理后，取出于300～650℃下焙烧，制备得到有序介孔硫酸化锆—铝复合氧化物固体酸材料。

2.根据权利要求1所述的固体酸材料，其特征是所述的嵌段共聚物类非离子表面活性剂是结构式为EOnPOmEOn、EOnBOmEOn或EOnPS的，以聚环氧乙烯为亲水嵌段，聚环氧丙烯、聚环氧丁烯或聚苯乙烯为疏水嵌段的非离子型嵌段共聚物，n=10～200，m=5～120；其中EO表示环氧乙烯，PO表示环氧丙烯，BO表示环氧丁烯，PS表示聚苯乙烯。

3.根据权利要求1所述的固体酸材料，其特征是所述锆源为氧氯化锆、异丙醇锆、乙酸锆或硝酸锆中的一种，或几种的任意比例混合物。

4.根据权利要求1所述的固体酸材料，其特征是所述铝源为异丙醇铝、叔丁醇铝、异丁醇铝、硝酸铝或氯化铝中的一种，或几种的任意比例混合物。

5.根据权利要求1所述的固体酸材料，其特征是所述无机酸为盐酸、硝酸或磷酸。

6.根据权利要求1所述的固体酸材料，其特征是所述有机羧酸为柠檬酸、冰醋酸、草酸或酒石酸。

7.根据权利要求1所述的固体酸材料，其特征是将所述包裹表面活性剂胶束的有序介孔锆—铝复合氧化物在400～750℃下的空气中焙烧3～5h。

8.根据权利要求1所述的固体酸材料，其特征是按照固/液体积比为(0.05～1)∶1，将所述有序介孔锆—铝复合氧化物置于浓度为0.1～2mol/L的硫酸溶液中进行浸渍处理。