[发明专利]一种由生物乙醇和二甲基呋喃直接生产对二甲苯的催化剂、及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于生产对二甲苯的功能化介孔SiO₂催化剂的制备方法，其特征在于，利用介孔SiO₂为催化剂载体，以硅烷化试剂以及磺酸化试剂为催化剂制备的前驱体，将磺酸基团负载到催化剂载体上；

其中，所述催化剂中磺酸基团的质量百分数为5～10％。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷化试剂为三甲基氯硅烷、三异丙基氧硅烷或六甲基二硅胺烷，所述巯基化试剂为巯基乙酸甲酯、巯丙基三甲氧基硅或巯丙基三乙氧基硅。

3.如权利要求1的制备方法，其特征在于，所述催化剂的制备过程包括使用空气氧、过氧化氢或叔丁基过氧化氢对催化剂载体进行氧化。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂的制备过程包括干燥过程，所述干燥的条件为：温度20～200℃，时间1～24h，压力10～1×10⁵Pa。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将0.01～0.5M的磺化试剂的苯或甲苯溶液滴加到催化剂载体上，在100～150℃搅拌回流12-24h后，抽滤、干燥；

其中，所述催化剂载体与磺化试剂的苯或甲苯溶液的比例为1～2g：10～100ml；

(2)将步骤(1)得到的产物溶于10～40％的过氧化氢水溶液，在室温条件下氧化24-36h，抽滤、干燥；

其中，所述催化剂载体与过氧化氢水溶液的比例为1～2g：10～100ml；

(3)将步骤(2)得到的产物置于0.01～0.5M的硅烷化试剂的正己烷、正庚烷或环己烷溶液内，50～100℃下加热搅拌1～20h后，抽滤、干燥，得到功能化介孔SiO₂催化剂；

其中，所述催化剂载体与硅烷化试剂的正己烷、正庚烷或环己烷溶液溶液的比例为1～2g：10～100ml；

所述催化剂中磺酸基团的质量百分数为5～10％。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的功能化介孔SiO₂催化剂在二甲基呋喃和乙醇合成对二甲苯反应中的应用。

7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，二甲基呋喃、乙醇与催化剂的比例为0.1～1mol：1mol：0.1～1g。

8.如权利要求6所述的应用，其特征在于，反应的温度为200～450℃，反应的时间为10～60h。

9.如权利要求6所述的应用，其特征在于，反应的溶剂选自环己烷、正庚烷、四氢呋喃、二噁烷和甲醇中的一种或几种。

10.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述催化剂还包括预处理过程，所述预处理的气氛为1～10vol％氨气与氮气、氩气或氦气的混合气，预处理的温度为0～100℃，预处理的时间为0.5～5h，升温速率1～10℃/min。