一種硫酸鈷改性的二氧化硅介孔復(fù)合固體酸催化劑及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及固體酸催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫酸鈷改性的二氧化硅介孔復(fù)合固體酸催化劑及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乙醚具有廣泛用途，化工方面主要用作油類、染料、生物堿、脂肪、樹(shù)脂、硝化纖維、碳?xì)浠衔?、亞麻油、松香脂、香料、非硫化橡膠等的優(yōu)良溶劑；醫(yī)藥工業(yè)用作藥物生產(chǎn)的萃取劑和醫(yī)療上的麻醉劑；毛紡、棉紡工業(yè)用作油污潔凈劑；還可用于火藥工業(yè)制造無(wú)煙火藥，其制備方法工業(yè)上可在酸催化下，由乙醇失水制得。
[0003]目前在實(shí)際的化學(xué)生產(chǎn)工藝中生產(chǎn)乙醚大多數(shù)仍采用液體酸比如濃硫酸作為催化劑，雖然具有價(jià)廉、反應(yīng)溫度低、轉(zhuǎn)化率高、反應(yīng)活性高等優(yōu)點(diǎn)，但存在對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、殘液及廢水對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重、操作條件苛刻、產(chǎn)品后處理比較困難、副產(chǎn)物多、選擇性差以及在工藝上難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)等缺點(diǎn)，不能滿足當(dāng)前環(huán)保和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要；現(xiàn)有技術(shù)中雖已有小部分企業(yè)采用固體酸催化劑氧化鋁或分子篩等，但存在易于溶脫、穩(wěn)定性較差、壽命較短、易失活、酸強(qiáng)度分布寬、孔徑小、易積碳、催化劑的表面性質(zhì)復(fù)雜等缺陷。若制備出無(wú)毒無(wú)害的復(fù)合固體酸催化劑，則上述諸多問(wèn)題就可以得到解決，并且以固體酸代替液體酸作催化劑也是實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好催化新工藝的一條重要途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是提供一種硫酸鈷改性的二氧化硅介孔復(fù)合固體酸催化劑及其制作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種硫酸鈷改性的二氧化硅介孔復(fù)合固體酸催化劑，其特征在于，由下列重量份的原料制成:β -氧化鋁50-60、硅藻土 6-9、二氧化硅38-40、尼龍纖維8_11、二乙烯基苯7_9、司盤80 5.4-7.6、三甲基氯硅烷15-18、硫酸鈷1_2、氧化鑭7_10、氯化鑭2_3、適量水。
[0006]所述的一種硫酸鈷改性的二氧化硅介孔復(fù)合固體酸催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)將硫酸鈷、氯化鑭加水?dāng)嚢柚镣耆芙?，加入硅藻土浸?0-12小時(shí)，研磨成漿，加入二氧化硅在高速攪拌下浸漬吸附2-4小時(shí)，置于不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后于110°C水熱處理6h，抽濾、洗滌，于80°C下烘干，研磨備用；
(2)將二乙烯基苯、司盤80攪拌混勻加入尼龍纖維浸漬2-4小時(shí)烘干粉碎至200-300目，加入β -氧化鋁、三甲基氯硅烷超聲波分散研磨3-5小時(shí)；
(3)將步驟(1)、(2)物料混勻，加入其他剩余成分?jǐn)嚢?0-50分鐘，靜置1-5小時(shí)，160-180°C下微波干燥3小時(shí)研磨出料。
[0007]本發(fā)明有以下有益效果:本發(fā)明采用硫酸鈷、氯化鑭水溶液對(duì)硅藻土表面酸化處理后均勾負(fù)載到二氧化娃上，形成穩(wěn)定的Co-O-Si和Ca-O-SiMg等共價(jià)結(jié)構(gòu)，負(fù)載過(guò)程并未破壞S12的結(jié)構(gòu)且生成的復(fù)合物比表面積較大，同時(shí)添加尼龍纖維顆粒粘接在氧化鋁表面，提高了吸附性，酸性增強(qiáng)利用本發(fā)明制得的復(fù)合固體酸催化劑能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單快速的從反應(yīng)的混合物分離，解決了普通金屬氧化物固體酸催化劑易失活的通病，具有卓越的酸性催化效果和重復(fù)性高。
【具體實(shí)施方式】
[0008]所述的一種硫酸鈷改性的二氧化硅介孔復(fù)合固體酸催化劑，其特征在于，由下列重量份的原料制成:β -氧化鋁57、硅藻土 7、二氧化硅39、尼龍纖維8、二乙烯基苯8、司盤80 5.9、三甲基氯硅烷17、硫酸鈷1、氧化鑭7、氯化鑭3、適量水。
[0009]制作方法包括以下步驟:
(1)將硫酸鈷、氯化鑭加水?dāng)嚢柚镣耆芙?，加入硅藻土浸?0-12小時(shí)，研磨成漿，加入二氧化硅在高速攪拌下浸漬吸附2-4小時(shí)，置于不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后于110°C水熱處理6h，抽濾、洗滌，于80°C下烘干，研磨備用；
(2)將二乙烯基苯、司盤80攪拌混勻加入尼龍纖維浸漬2-4小時(shí)烘干粉碎至200-300目，加入β -氧化鋁、三甲基氯硅烷超聲波分散研磨3-5小時(shí)；
(3)將步驟(1)、(2)物料混勻，加入其他剩余成分?jǐn)嚢?0-50分鐘，靜置1-5小時(shí)，160-180°C下微波干燥3小時(shí)研磨出料。
[0010]使用本發(fā)明生產(chǎn)的復(fù)合固體酸催化劑的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)如下:催化乙醇脫水制乙醚反應(yīng)的乙醇轉(zhuǎn)化率為62.7%，乙醚選擇性接近100%，其催化效果明顯優(yōu)于單一的氧化鋁催化劑。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種硫酸鈷改性的二氧化硅介孔復(fù)合固體酸催化劑，其特征在于，由下列重量份的原料制成:β-氧化鋁50-60、硅藻土 6-9、二氧化硅38-40、尼龍纖維8-11、二乙烯基苯7-9、司盤80 5.4-7.6、三甲基氯硅烷15-18、硫酸鈷1_2、氧化鑭7_10、氯化鑭2_3、適量水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸鈷改性的二氧化硅介孔復(fù)合固體酸催化劑的制作方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將硫酸鈷、氯化鑭加水?dāng)嚢柚镣耆芙?，加入硅藻土浸?0-12小時(shí)，研磨成漿，加入二氧化硅在高速攪拌下浸漬吸附2-4小時(shí)，置于不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后于110°C水熱處理6h，抽濾、洗滌，于80°C下烘干，研磨備用； (2)將二乙烯基苯、司盤80攪拌混勻加入尼龍纖維浸漬2-4小時(shí)烘干粉碎至200-300目，加入β -氧化鋁、三甲基氯硅烷超聲波分散研磨3-5小時(shí)； (3)將步驟(1)、(2)物料混勻，加入其他剩余成分?jǐn)嚢?0-50分鐘，靜置1-5小時(shí)，160-180°C下微波干燥3小時(shí)研磨出料。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種硫酸鈷改性的二氧化硅介孔復(fù)合固體酸催化劑，其特征在于，由下列重量份的原料制成：β-氧化鋁50-60、硅藻土6-9、二氧化硅38-40、尼龍纖維8-11、二乙烯基苯7-9、司盤80 5.4-7.6、三甲基氯硅烷15-18、硫酸鈷1-2、氧化鑭7-10、氯化鑭2-3、適量水；本發(fā)明采用硫酸鈷、氯化鑭水溶液對(duì)硅藻土表面酸化處理后均勻負(fù)載到二氧化硅上，形成穩(wěn)定的Co-O-Si和Ca-O-SiMg等共價(jià)結(jié)構(gòu)，負(fù)載過(guò)程并未破壞SiO2的結(jié)構(gòu)且生成的復(fù)合物比表面積較大，添加尼龍纖維顆粒粘接在氧化鋁表面，提高了吸附性，酸性增強(qiáng)，解決了普通金屬氧化物固體酸催化劑易失活的通病。
【IPC分類】B01J23/83, C07C41/09, C07C43/06
【公開(kāi)號(hào)】CN104888790
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510241758
【發(fā)明人】俞奮玉, 周章凱
【申請(qǐng)人】安徽金邦醫(yī)藥化工有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年5月13日