[发明专利]一种核壳结构的二氧化硅负载硫酸铝催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种核壳结构的二氧化硅负载硫酸铝催化剂，其特征在于：其核层为Al₂(SO₄)₃/SiO₂复合材料，Al₂(SO₄)₃的负载量为0.189~0.66 mmol Al₂(SO₄)₃/g 介孔SiO₂，壳层为介孔SiO₂，壳层介孔SiO₂的质量占核层Al₂(SO₄)₃/SiO₂质量的百分比为1~10%；

所述催化剂由以下顺序相接的步骤制备而成：

（1）称取硫酸铝盐，溶于去离子水，制得硫酸铝盐的浓度为0.158~0.55 mol/L；

（2）向步骤（1）所得溶液中，加入介孔SiO₂，硫酸铝盐与SiO₂的加入量配比为0.189~0.66mmol Al₂(SO₄)₃/g 介孔SiO₂；放置至SiO₂将溶液充分吸收并呈蓬松状；

（3）将步骤（2）所得物料于80~150℃烘干3~6 h、350~550℃煅烧4~8 h，得到Al₂(SO₄)₃/SiO₂；

（4）将Al₂(SO₄)₃/SiO₂与聚乙烯吡咯烷酮PVP在超声条件下分散在PVP分散溶剂中，超声时间2~5 h；加入的PVP占Al₂(SO₄)₃/SiO₂的质量百分比为3~15%，加入的PVP分散溶剂与Al₂(SO₄)₃/SiO₂的加入量配比为20~80 mL溶剂/g Al₂(SO₄)₃/SiO₂；所述PVP分散溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或几种；

（5）向步骤（4）所得分散液中再加入PVP分散溶剂、去离子水、氨水和长分子链胶束剂，搅拌2~5h；所述长分子链胶束剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种或几种；所述PVP分散溶剂与Al₂(SO₄)₃/SiO₂的加入量配比为40~200 mL溶剂/g Al₂(SO₄)₃/SiO₂；去离子水与Al₂(SO₄)₃/SiO₂的加入量配比为30~160 mL去离子水/g Al₂(SO₄)₃/SiO₂；氨水与Al₂(SO₄)₃/SiO₂的加入量配比为1.5~5 mL氨水/g Al₂(SO₄)₃/SiO₂；长分子链胶束剂占Al₂(SO₄)₃/SiO₂的质量百分比为12~60%；

（6）向步骤（5）所得溶液中加入正硅酸乙酯TEOS，加入的TEOS占Al₂(SO₄)₃/SiO₂质量百分比为3.47~34.7%，搅拌40~60 h；

（7）过滤步骤（6）所得的溶液，所得滤饼经洗涤液洗涤、100~160℃烘干、450~600℃煅烧3~6 h后，得到核壳结构的二氧化硅负载硫酸铝催化剂。