[发明专利]一种硫酸镍/二氧化硅复合的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，具体涉及一种硫酸镍/二氧化硅复合的固体酸催化剂及其制作方法。

背景技术

乙醚具有广泛用途，化工方面主要用作油类、染料、生物碱、脂肪、树脂、硝化纤维、碳氢化合物、亚麻油、松香脂、香料、非硫化橡胶等的优良溶剂；医药工业用作药物生产的萃取剂和医疗上的麻醉剂；毛纺、棉纺工业用作油污洁净剂；还可用于火药工业制造无烟火药，其制备方法工业上可在酸催化下，由乙醇失水制得。

目前在实际的化学生产工艺中生产乙醚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硫酸镍/二氧化硅复合的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：

一种硫酸镍/二氧化硅复合的固体酸催化剂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：β-氧化铝30-40、水辉石8-10、氧化镁10-15、二氧化硅40-50、玄武岩纤维11-15、甲基三甲氧基硅烷14-18、过硫酸铵0.7-0.9、硫酸镍1-3、柠檬酸2-4、适量水。

所述的一种硫酸镍/二氧化硅复合的固体酸催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将柠檬酸、硫酸镍加水搅拌至完全溶解，加入水辉石浸泡10-12小时，研磨成浆，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）将玄武岩纤维粉碎至200-300目，加入β-氧化铝、甲基三甲氧基硅烷、过硫酸铵超声波分散研磨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：本发明采用柠檬酸、硫酸镍水溶液对水辉石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Li-O-Si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，同时添加玄武岩纤维颗粒粘接在氧化铝表面，提高了吸附性，利用本发明制得的复合固体酸催化剂具有强酸性活性中心、选择性好、产物易分离且可重复使用。

具体实施方式

所述的一种硫酸镍/二氧化硅复合的固体酸催化剂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：β-氧化铝35、水辉石8、氧化镁13、二氧化硅47、玄武岩纤维12、甲基三甲氧基硅烷17、过硫酸铵0.8、硫酸镍1、柠檬酸4、适量水。

制作方法包括以下步骤：

（1）将柠檬酸、硫酸镍加水搅拌至完全溶解，加入水辉石浸泡10-12小时，研磨成浆，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）将玄武岩纤维粉碎至200-300目，加入β-氧化铝、甲基三甲氧基硅烷、过硫酸铵超声波分散研磨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：催化乙醇脱水制乙醚反应的乙醇转化率为63.3%，乙醚选择性接近100%，其催化效果明显优于单一的氧化铝催化剂。