[发明专利]一种钛系固体超强酸的低温制备方法

说明书

本发明提供一种钛系固体超强酸的低温制备方法，包括以下步骤：步骤1、将计算量的ZrO·8H₂O和TiCl₄溶于一定量的蒸馏水中，以氨水为沉淀剂，在搅拌下进行沉淀反应，控制pH在9～10；步骤2、反应完成后将制取的样品分为若干份，陈化，抽滤并洗涤至无Cl离子检出；步骤3、110℃下干燥12h，得白色蓬松状固体，稍加研磨后即倾人0.5mol·L^‑1的硫酸溶液中浸渍4h，抽干；步骤4、于马福炉中指定温度下焙烧4h，收出冷至室温，即制得SO₄^2‑/ZrO₂‑TiO₂。该方法制备简单，热稳定性良好。

技术领域

本发明涉及材料技术，尤其涉及一种钛系固体超强酸的低温制备方法。

背景技术

超强酸是指酸性比纯硫酸还强的酸或酸性介质，其哈米特酸度函数(H0) 小于-11.93，超强酸可分为液体和固体2种。1979年，Hino等首次合成出 SO₄^2-/MxOy型固体超强酸。固体超强酸克服了液体超强酸催化剂的许多弊端，如液体超强酸在反应中存在产物与催化剂分离困难，腐蚀设备，再生困难等问题，具有替代传统质子酸催化剂的潜力。同时，面对环境及经济的压力，开发新型催化解决方案亦迫在眉睫。鉴于此，催化活性高和环境友好型的固体超强酸受到人们的广泛关注。

随着人们不断深入研究，SO₄^2-/MxOy暴露出易失活，催化活性下降较快，使用寿命较短，高价硫被还原成低价硫，SO₄^2-一被溶剂化流失等问题。为了提高其催化性能，延长使用寿命，实现工业化应用，就需对它进行改性。

目前，SO₄^2-/MxOy的改性主要集中于载体和促进剂，对载体的改性主要有引入其他金属或金属氧化物、稀土元素、分子筛、纳米材料等。改性SO₄^2- /MxOy具有比表面积增大，催化活性高，稳定性好，寿命长等优点，但其制备工艺复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前超强酸的诸多问题，提出一种钛系固体超强酸的低温制备方法，该方法制备简单，热稳定性良好。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钛系固体超强酸的低温制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将计算量的ZrO·8H₂O和TiCl₄溶于一定量的蒸馏水中，以氨水为沉淀剂，在搅拌下进行沉淀反应，控制pH在9～10；

步骤2、反应完成后将制取的样品分为若干份，陈化，抽滤并洗涤至无 Cl离子检出；

步骤3、110℃下干燥12h，得白色蓬松状固体，稍加研磨后即倾人 0.5mol·L^-1的硫酸溶液中浸渍4h，抽干；

步骤4、于马福炉中指定温度下焙烧4h，收出冷至室温，即制得SO₄^2- /ZrO₂-TiO₂(SZT)。

进一步地，所述陈化温度和时间为：分别在20℃、0℃、-5℃、-10℃、 -15℃下陈化24h。

进一步地，步骤1中控制pH在9。

进一步地，步骤4中的指定温度为500-700℃。

本发明的另一个目的还公开了一种钛系固体超强酸，采用上述方法制备而成。

本发明一种钛系固体超强酸的低温制备方法，与现有技术相比较具有以下优点：

1)因具有制备简单，热稳定性良好等。