CN104874426A - 一种改性碎砾石基复合固体酸催化剂及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性碎砾石基复合固体酸催化剂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：γ-氧化铝50-60、碎砾石7-9、氧化钇8-11、二氧化硅38-45、腈纶纤维10-13、硫酸铵1-3、磷钨酸0.9-1.3、硅烷偶联剂KH570 15-20、适量水；本发明采用硫酸铵、磷钨酸水溶液对碎砾石表面酸化处理后均匀负载到二氧化硅上，形成稳定的Ca-O-Si的共价结构，负载过程并未破坏SiO2的结构且生成的复合物比表面积较大，添加腈纶纤维颗粒粘接在氧化铝表面，提高了吸附H+的能力，制得的复合固体酸催化剂与产物容易分离、无污染、不腐蚀设备、产物后处理简便、催化剂可以重复利用、再生过程简便等特点。
Description
技术领域
本发明涉及固体酸催化剂技术领域，具体涉及一种改性碎砾石基复合固体酸催化剂及其制作方法。
背景技术
1,4-二氧六环（1,4-dioxane），分子式C4H8O2，无色液体，稍有香味，密度1.0329，折射率1.4175，熔点11℃，沸点101.1℃，与水和许多有机溶剂混溶，是醋酸纤维素、树脂、植物油、矿物油、油溶染料等的溶剂，也用于制喷漆、清漆、增塑剂、润湿剂等。
目前在实际的化学生产工艺中生产1,4-二氧六环大多数仍采用液体酸比如浓硫酸作为催化剂，虽然具有价廉、反应温度低、转化率高、反应活性高等优点，但存在对设备腐蚀严重、残液及废水对环境污染严重、操作条件苛刻、产品后处理比较困难、副产物多、选择性差以及在工艺上难以实现连续生产等缺点，不能满足当前环保和经济发展的需要；现有技术中虽已有小部分企业采用固体酸催化剂氧化铝或分子筛等，但存在易于溶脱、稳定性较差、寿命较短、易失活、酸强度分布宽、孔径小、易积碳、催化剂的表面性质复杂等缺陷。若制备出无毒无害的复合固体酸催化剂，则上述诸多问题就可以得到解决，并且以固体酸代替液体酸作催化剂也是实现环境友好催化新工艺的一条重要途径。
发明内容
本发明的目的就是提供一种改性碎砾石基复合固体酸催化剂及其制作方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种改性碎砾石基复合固体酸催化剂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：γ-氧化铝50-60、碎砾石7-9、氧化钇8-11、二氧化硅38-45、腈纶纤维10-13、硫酸铵1-3、磷钨酸0.9-1.3、硅烷偶联剂KH570 15-20、适量水。
所述的一种改性碎砾石基复合固体酸催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将硫酸铵、磷钨酸加水搅拌至完全溶解，加入碎砾石浸泡10-12小时，研磨成浆，加入二氧化硅在高速搅拌下浸渍吸附2-4小时，置于不锈钢反应釜中， 密封后于110℃水热处理6h，抽滤、洗涤，于80℃下烘干，研磨备用；
（2）将腈纶纤维粉碎至200-300目，加入γ-氧化铝、硅烷偶联剂KH570超声波分散研磨3-5小时烘干；
（3）将步骤（1）、（2）物料混匀，加入其他剩余成分搅拌30-50分钟，静置1-5小时，160-180℃下微波干燥3小时研磨出料。
本发明有以下有益效果：本发明采用硫酸铵、磷钨酸水溶液对碎砾石表面酸化处理后均匀负载到二氧化硅上，形成稳定的Ca-O-Si的共价结构，负载过程并未破坏SiO2的结构且生成的复合物比表面积较大，同时添加腈纶纤维颗粒粘接在氧化铝表面，提高了吸附H+的能力，本发明扩大了碎砾石的应用范围和提高了碎砾石的附加值，制得的复合固体酸催化剂与产物容易分离、无污染、不腐蚀设备、产物后处理简便、催化剂可以重复利用、再生过程简便等特点。
具体实施方式
所述的一种改性碎砾石基复合固体酸催化剂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：γ-氧化铝56、碎砾石8、氧化钇9、二氧化硅40、腈纶纤维12、硫酸铵1、磷钨酸0.9、硅烷偶联剂KH570 20、适量水。
制作方法包括以下步骤：
（1）将硫酸铵、磷钨酸加水搅拌至完全溶解，加入碎砾石浸泡10-12小时，研磨成浆，加入二氧化硅在高速搅拌下浸渍吸附2-4小时，置于不锈钢反应釜中， 密封后于110℃水热处理6h，抽滤、洗涤，于80℃下烘干，研磨备用；
（2）将腈纶纤维粉碎至200-300目，加入γ-氧化铝、硅烷偶联剂KH570超声波分散研磨3-5小时烘干；
（3）将步骤（1）、（2）物料混匀，加入其他剩余成分搅拌30-50分钟，静置1-5小时，160-180℃下微波干燥3小时研磨出料。
使用本发明生产的复合固体酸催化剂的技术参数指标如下：催化生产1,4-二氧六环转化率为67.2%，选择性接近100%。
Claims (2)
1.一种改性碎砾石基复合固体酸催化剂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：γ-氧化铝50-60、碎砾石7-9、氧化钇8-11、二氧化硅38-45、腈纶纤维10-13、硫酸铵1-3、磷钨酸0.9-1.3、硅烷偶联剂KH570 15-20、适量水。
2.根据权利要求1所述的一种改性碎砾石基复合固体酸催化剂的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将硫酸铵、磷钨酸加水搅拌至完全溶解，加入碎砾石浸泡10-12小时，研磨成浆，加入二氧化硅在高速搅拌下浸渍吸附2-4小时，置于不锈钢反应釜中， 密封后于110℃水热处理6h，抽滤、洗涤，于80℃下烘干，研磨备用；
（2）将腈纶纤维粉碎至200-300目，加入γ-氧化铝、硅烷偶联剂KH570超声波分散研磨3-5小时烘干；
（3）将步骤（1）、（2）物料混匀，加入其他剩余成分搅拌30-50分钟，静置1-5小时，160-180℃下微波干燥3小时研磨出料。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN1390643A (zh) * | 2002-06-17 | 2003-01-15 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种杂多酸型催化剂的使用方法 |
| CN101979136A (zh) * | 2010-11-12 | 2011-02-23 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种介孔复合氧化物型固体超强酸催化剂及其制备方法 |
| CN104190351A (zh) * | 2014-08-20 | 2014-12-10 | 复旦大学 | 一种除磷改性砾石吸附剂的制备方法 |
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2015
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| 苏致兴等: "氧化铝-腈纶-钯催化剂的加氢性能研究", 《离子交换与吸附》 * |
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