[发明专利]固体酸催化剂及制备方法和应用有效
申请号: | 201510006206.X | 申请日: | 2015-01-07 |
公开(公告)号: | CN104588049B | 公开(公告)日: | 2016-11-09 |
发明(设计)人: | 周莹杰;王卫;李南 | 申请(专利权)人: | 南京信息工程大学 |
主分类号: | B01J27/18 | 分类号: | B01J27/18;C07D313/04;C07D313/10 |
代理公司: | 南京汇盛专利商标事务所(普通合伙) 32238 | 代理人: | 张立荣 |
地址: | 210044 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 固体 催化剂 制备 方法 应用 | ||
1.一种固体酸催化剂,其特征在于,所述固体酸催化剂由催化剂的活性组份和载体两部分组成,所述载体为磷酸氢锆纳米片,所述活性组份为镧、钇、铝、钕、铈、铬、锌、铟、锡、钪、镨、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥金属离子中的一种或几种的组合;所述固体酸催化剂中金属组分与磷酸氢锆的摩尔比为(1:5)~(5:1)。
2.权利要求1所述固体酸催化剂的制备方法,包括如下步骤:
第一步,制备磷酸氢锆纳米片:
(1)将磷酸氢锆与去离子水按质量比0.1:30~100混合均匀,超声搅拌2~5 h,得到磷酸氢锆悬浮液;
(2)向上述磷酸氢锆悬浮液中加入1-丙胺或四丁基氢氧化铵溶液,冰浴超声搅拌2~5 h,得到被剥离的磷酸氢锆纳米片悬浮液;其中,1-丙胺或四丁基氢氧化铵与步骤(1)中磷酸氢锆的摩尔比为(1:2)~(5:1);
(3)向剥离后的磷酸氢锆纳米片悬浮液中加入无机酸,离心洗涤,直至上清液呈中性,即得到质子化的磷酸氢锆纳米片;所述无机酸为硫酸、盐酸或硝酸;所述无机酸中的氢离子与上步中1-丙胺或四丁基氢氧化铵的摩尔比为(1 : 3)~(3 : 1);
第二步,制备固体酸催化剂:
采用离子交换法,将活性组分的可溶性盐溶于去离子水,加入上述质子化的磷酸氢锆,再超声搅拌2~5 h,,在50~120℃下回流8~24 h,静置3~12 h,离心处理2~30min,用去离子水洗涤至中性,得到单片层固体酸催化剂,其中可溶性盐与质子化磷酸氢锆的摩尔比为(1 : 5)~(5 : 1)。
3.如权利要求2所述固体酸催化剂的制备方法,其特征在于:第一步的步骤(2)中, 1-丙胺或四丁基氢氧化铵的浓度为0.1~1.2 mol/L。
4.如权利要求2所述固体酸催化剂的制备方法,其特征在于:所述无机酸的浓度为0.1~1.2 mol/L;无机酸优选为盐酸。
5.如权利要求2所述固体酸催化剂的制备方法,其特征在于:第二步中,所述活性组分可溶性盐为镧、钇、铝、钕、铈、铬、锌、铟、锡、钪、镨、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥的硫酸盐、醋酸盐、硝酸盐或卤化物中的一种或几种的组合。
6.权利要求1所述的固体酸催化剂在Baeyer-Villiger氧化反应中的应用。
7.如权利要求6所述固体酸催化剂在Baeyer-Villiger氧化反应中的应用,具体过程如下:在环酮类底物中加入浓度为30wt.% H2O2,再向体系中加入所所述固体酸催化剂,于50~110℃下反应2~24h,反应结束后,冷却、离心、分离、洗涤后的催化剂可进行下一轮催化反应;
其中,H2O2与环酮类底物的摩尔比为(1 : 1)~(5 : 1),固体酸催化剂与环酮类底物的质量比为1~10 : 50。
8.根据权利要求7所述固体酸催化剂在Baeyer-Villiger氧化反应中的应用,其特征在于:所述环酮类底物是指环己酮、环戊酮、2-金刚烷酮、2-甲基环己酮、4-甲基环己酮和4-叔丁基环己酮中的一种。
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