[发明专利]一种固体酸催化剂的制备方法及其用途

权利要求书

1.一种固体酸催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

（1）将硅源、碱源、金属化合物和模板剂混合后进行水热反应，得到反应产物1；

（2）将反应产物1经过滤得到的固体在60-120℃干燥12-36小时，得到反应产物2；

（3）将反应产物2在500-600℃煅烧3-10小时，得到固体酸催化剂；

所述硅源选自亲水性纳米氧化硅、硅酸钠、正硅酸四乙酯；所述碱源选自四甲基氢氧化铵、碱金属氢氧化物、氨水；所述金属化合物选自四氯化锡、硫酸锆、硅酸钠、硝酸铬、硝酸镍或钛酸四丁酯；所述模板剂为十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氢氧化铵。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，硅源、碱源、金属化合物和模板剂混合后，二氧化硅、十六烷基三甲基溴化铵、金属化合物和水的摩尔比为1∶（0.16-4x）∶x∶24.3（x数值范围为0.01-0.04）；上述金属化合物选自四氯化锡、二氧化锆、三氧化二铬、氧化镍或二氧化钛。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤（3）的煅烧升温速度为1-10℃/min。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤（3）的煅烧中先通入氮气，再通入空气，气体流速80-120ml/min。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，通入氮气0.5-2小时后通入空气4-8小时。

6.一种5-羟甲基糠醛的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

将离子液体、碳水化合物和如权利要求1-5任一所述的制备方法制备得到的固体酸催化剂混合，在100-130℃反应1-10小时，得到5-羟甲基糠醛。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体溶剂为溴化1-甲基-3-乙基咪唑（[C₂MIM]Br）、溴化1-甲基-3-丁基咪唑（[C₄MIM]Br）、氯化1-甲基-3-乙基咪唑（[C₂MIM]Cl）或氯化1-甲基-3-丁基咪唑（[C₄MIM]Cl），其结构式分别如下所示：

[C₂MIM]Br:R=C₂H₅,X=Br

[C₄MIM]Br:R=C₄H₉,X=Br

[C₂MIM]Cl:R=C₂H₅,X=Cl

[C₄MIM]Cl:R=C₄H₉,X=Cl。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述碳水化合物为葡萄糖或果糖。

9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述固体酸催化剂选自Sn-MCM-41、Ti-MCM-41、Cr-MCM-41、Zr-MCM-41或Ni-MCM-41。

10.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的反应温度在110℃。