[发明专利]用于制备生物基对二甲苯的固体酸催化剂及其制备与应用

权利要求书

1.一种用于制备生物基对二甲苯的固体酸催化剂，其为固体磷酸盐，具有介孔和大孔的复合结构；所述介孔的孔径为2-50nm，所述大孔的孔径为50-100nm，且大孔的孔容与介孔孔容之比为1:2；所述固体磷酸盐具有Lewis酸与酸两种酸性位点，且L酸与B酸的摩尔比为(2-6.52):1；所述固体磷酸盐选自磷酸锡、磷酸锆、磷酸铝、磷酸钛、磷酸钽和磷酸硅。

2.一种权利要求1所述的催化剂的制备方法，其包括：

步骤M，将磷源和模板剂的混合水溶液与催化剂活性元素盐水合物的水溶液混合后进行反应，制得催化剂前体混合液；

步骤N，将催化剂前体溶液进行水热晶化处理，然后再进行离心、洗涤、干燥、焙烧，制得催化剂成品；

其中，在催化剂前体液中，磷元素与催化剂活性元素的摩尔比为(1.5-3):1；

所述模板剂选自聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、聚氧乙烯-聚氧丙烯醚嵌段共聚物和十六烷基三甲基溴化铵；

所述催化剂活性元素选自Sn、Zr、Al、Ti、Ta和Si。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述磷源包括磷酸、磷酸氢二铵和磷酸二氢铵中的一种或几种；和/或，所述催化剂活性元素盐水合物为催化剂活性元素的卤化盐水合物。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述晶化处理的时间为6-100h。

5.根据权利要求1所述的固体酸催化剂或根据权利要求2-4中任意一项所述的方法制得的固体酸催化剂在制备对二甲苯中的应用，其包括向含有所述催化剂、2,5-二甲基呋喃和任选的溶剂的反应物料液中充入乙烯，进行加成、脱水反应，制得生物基对二甲苯。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，在所述反应物料液中，所述2,5-二甲基呋喃的摩尔浓度≥0.1M；和/或，所述固体催化剂与2,5-二甲基呋喃的质量比为(0.01-1):1；和/或，充入乙烯的压力为1.0-10.0MPa；和/或，所述溶剂包括正庚烷、四氢呋喃、环己烷、正己烷和1,4-二氧六环中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，在所述反应物料液中，所述2,5-二甲基呋喃的摩尔浓度为1-2M；和/或，所述固体催化剂与2,5-二甲基呋喃的质量比为(0.05-0.3):1；和/或，充入乙烯的压力为2.0-6.0MPa。

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的应用，其特征在于，所述反应的温度为200-400℃；和/或，所述反应的时间为1-48h。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述反应的温度为200-300℃；和/或，所述反应的时间为6-24h。