[发明专利]一种能耗低无腐蚀性的复合固体酸催化剂及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体酸催化剂技术领域，具体涉及一种能耗低无腐蚀性的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能耗低无腐蚀性的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：

一种能耗低无腐蚀性的复合固体酸催化剂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：γ-氧化铝45-55、膨润土6-9、三氧化钨7-11、二氧化硅34-44、铜氨丝纤维8-10、硝酸钙1-3、甲基纤维素3-5、三氯蔗糖5-7、适量水。

所述的一种能耗低无腐蚀性的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）将硝酸钙加水搅拌至完全溶解，加入膨润土浸泡10-12小时，搅拌至悬浮状态，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）将铜氨丝纤维粉碎至200-300目，加入γ-氧化铝、甲基纤维素、三氯蔗糖及适量水超声波分散研磨3-5小时；

（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：本发明采用硝酸钙水溶液对膨润土表面酸化处理后均匀负载到二氧化硅上，形成稳定的Mg-O-Si和Cu-O-Si等的共价结构，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，同时添加铜氨丝纤维颗粒粘接在氧化铝表面，提高了吸附H⁺的能力，本发明制备方法工艺简单、制备时间短、能耗低，制得的复合固体酸催化剂活性高、不积碳不溶脱、选择性高、易回收、对设备无腐蚀，是环境友好型固体酸催化剂。

具体实施方式

所述的一种能耗低无腐蚀性的复合固体酸催化剂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：γ-氧化铝48、膨润土6、三氧化钨8、二氧化硅41、铜氨丝纤维8、硝酸钙1、甲基纤维素3、三氯蔗糖6、适量水。

制作方法包括以下步骤：

（1）将硝酸钙加水搅拌至完全溶解，加入膨润土浸泡10-12小时，搅拌至悬浮状态，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）将铜氨丝纤维粉碎至200-300目，加入γ-氧化铝、甲基纤维素、三氯蔗糖及适量水超声波分散研磨3-5小时；

（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66.38%，选择性接近100%。