[发明专利]复合固体超强酸催化剂的制备方法及应用

摘要

本发明涉及一种复合固体超强酸催化剂的制备方法及应用，属于固体超强酸催化剂技术领域。本发明所述的复合固体超强酸催化剂的制备方法，是采用溶胶—凝胶法制得SiO2负载全氟磺酸树脂的固体颗粒，然后将固体颗粒煅烧，得到全氟磺酸树脂/SiO2复合固体超强酸催化剂。本发明所述的复合固体超强酸催化剂的制备方法，其简单易行，制备的催化剂具有一定的晶型、晶粒大小、孔隙结构、比表面积以及高机械强度，酸性中心暴露充分，催化活性稳定，催化效率和可重复利用率高；同时本发明提供了一种简单便捷的复合固体超强酸催化剂的应用。

主权项

1.一种复合固体超强酸催化剂的制备方法，其特征在于：将交换容量为1.10的全氟磺酸树脂加入到醇—水溶液中，高压、回流装置下，250℃机械搅拌8.0 h，蒸发、浓缩后得到固含量为5%的全氟磺酸树脂溶液；向50.00 g正硅酸乙酯中加入17.30 g去离子水，搅拌下加入0.04 mol/L的HCl溶液12.50g，一直搅拌至溶液澄清；搅拌下将水解后的正硅酸乙酯溶液加入到48.05 g全氟磺酸树脂溶液和48.05 g 0.05 mol/L的NaOH溶液的混合液中，溶液很快凝胶；将凝胶于75℃下覆盖铝箔纸烘干2d，除去液态水；然后去掉铝箔纸，将其放置于95℃恒温干燥箱中干燥2d，得到固体颗粒；最后，将固体颗粒在放置于140℃真空干燥箱中，干燥2d，除去所有的水，得到完全干燥的固体颗粒；碾碎后，用摩尔浓度为3.5 mol/L的HCl溶液浸泡5次，每次3 min，然后再用纯水洗涤5次，每次3 min，烘干；将烘干后的固体颗粒于300℃马弗炉中煅烧，得到PFSA/SiO2超强固体酸催化剂；用BET方法分析得到的PFSA/SiO2超强固体酸催化剂的比表面积为584.633 m2/g，孔容为0.611cm3/g，孔径为4.003 nm；在带有搅拌器、温度计、回流冷凝管的250 mL三口烧瓶中加入无水乙醇40.00 g、冰醋酸62.60 g和上述超强固体酸催化剂8.00 g，95℃条件下回流，机械搅拌5.0 h，待反应完毕，取反应上清液进行气相色谱分析，计算分析得出乙醇的转化率为90.44%。