[发明专利]双酸性中心固体超强酸的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及双酸性中心固体超强酸的制造方法。

背景技术

酸催化反应涉及烃类裂解、重整、异构等石油炼制过程，涉及烯烃水合、烯烃聚合、芳烃烷基化、芳烃酰基化等石油化工和精细化工过程，还涉及醇酸酯化或酯交换合成生物柴油(biodiesel)等新型能源领域，可以说酸催化剂是这一系列重要工业的基础。在这些生产过程中当前使用的酸催化剂主要是液体酸，虽然其工艺已很成熟，但在使用中却给人类环境带来了巨大的危害，并且也存在均相催化剂本身无法克服的缺点，如易腐蚀设备，难以连续使用，与产物难分离等。

固体酸克服了液体酸的诸多缺点，具有容易与液相反应体系分离并循环再利用、不腐蚀设备、后处理简便、环境污染小、选择性高等特点，并且可在较高温度范围内使用，扩大了热力学上可能进行的酸催化反应的应用范围。

在环保呼声日益高涨并强调可持续发展的今天，环境污染问题已经到了非解决不可的地步。自20世纪40年代以来，人们就在不断地寻找可以代替液体酸催化剂的固体酸。固体超强酸由于其特有的超高酸性和广阔工业应用前景，更是固体酸研究中的热点。固体超强酸是指酸性比100％硫酸更强的固体酸，用Hammett酸度函数表示是指Ho＜-11.93(100％硫酸的Ho等于-11.93)的固体酸。

已知固体超强酸中，磷钨酸(H₃PW₁₂O₄₀)、硅钨酸(H₄SiW₁₂O₄₀)和磷钼酸(H₃PMo₁₂O₄₀)等的酸性中心是纯布朗斯特酸(acid)，简称B酸，B酸强度是指给出质子的能力，在合成生物柴油领域中B酸优势是酸醇酯化反应(Esterification)。Zn(Ac)₂，SnO₂，ZrO₂，AlCl₃，BF₃，WO₃，TiO₂和磺化后的金属氧化物(如SO₄^2--SnO₂，SO₄^2--ZrO₂，SO₄^2--ZrO₂-TiO₂)等的酸性中心都是纯路易斯酸(Lewis acid)，简称L酸，L酸强度是指接受电子对的能力，在合成生物柴油领域中L酸优势是脂交换反应(Transesterification)。超强酸的酸性中心共有L酸和B酸两种，很显然双酸性中心的固体超强酸兼L酸和B酸之长，催化活性势必超越单一酸性中心的固体酸。但至今，同时具有双酸性中心的固体超强酸却少有文献报道。