[发明专利]无杂质Preyssler型杂多酸的制备方法

说明书

本发明公开了一种无杂质Preyssler型杂多酸及其制备方法，属于杂多酸制备领域。该Preyssler型杂多酸的制备方法包括以下步骤：将磷酸加入钨酸钠的水溶液中，随后在反应釜中100‑140℃下反应12‑24小时，磷酸与钨酸钠的摩尔比为4‑10:1；待冷却至室温后加入氯化铵抽滤；用甲醇溶液洗涤并重结晶；加入少量山梨酸并将杂多酸溶液进行离子交换；最后将洗脱液进行真空干燥。该无杂质Preyssler型杂多酸的制备方法，此方法不添加任何钾离子，同时省去了醋酸钾洗涤步骤，避免了向产物中引入钾离子，提高了杂多酸成品的收率和纯度，且该制备方法工艺简单，操作方便，适合工业化大规模生产使用。

技术领域

本发明涉及杂多酸制备技术领域，特别涉及无杂质Preyssler型杂多酸的制备方法。

背景技术

杂多酸(Polyoxometalates)是由杂原子(如P、Si、Fe、As等)和多原子(如W、V、Mo等)通过氧原子桥联配位而成的一类含氧多酸化合物。杂多酸具有质子酸性强、氧化还原性强、热稳定性高、无毒无味、无挥发性等性质，因此在催化领域得到广泛的应用。杂多酸按杂原子与多原子的比值从结构上可分为Keggin型、Wells-Dawson型、Preyssler型、Anderson型、Waugh型、Silverton型。Keggin型和Wells-Dawson型杂多酸是研究最广的两类，对其结构和性质的认识已经非常成熟。而Preyssler型杂多酸是近三十年来才开始认识研究的杂多酸催化剂，与前面两种类型杂多酸相比，Preyssler型杂多酸的体积更大，负电作用更强，对于某些酸催化反应具有更高的催化性能。

M.H.Alizadeh(J.Am.Chem.Soc.107(1985)2662-2669；J.Mol.Catal.A-Chem.206(2003)89-93)、R.Hekmatshoar(Catal.Commun.9(2008)837-841)、G.Romanelli(Chem.Eng.J.161(2010)355-362)等人报道了关于Preyssler型杂多酸的制备方法，但其均是以氯化钾和醋酸钾作为原料，制备得到的Preyssler型杂多酸中残留的磷钨酸钾或钾离子等杂质含量较高，降低了最终产品的纯度。

发明内容

本发明的目的在于提供无杂质Preyssler型杂多酸的制备方法，此方法不添加任何钾离子，同时省去了醋酸钾洗涤步骤，能够避免向制备得到的杂多酸中引入钾离子，同时引入了山梨酸，去除了成品里的杂质离子，提高了成品的纯度，且该方法收率高，工艺简单，操作方便。

本发明的另一目的在于提供一种上述制备方法制备得到的无杂质Preyssler型杂多酸，其具有纯度高，杂质少，催化性能强的优点。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出无杂质Preyssler型杂多酸的制备方法，其包括如下步骤：

①将质量分数为85％的磷酸加入钨酸钠的水溶液中，在100-140℃下反应12-24小时，得到含有杂质的Preyssler型杂多酸，其中，所述磷酸与钨酸钠的摩尔比为4-10:1；

②将含有杂质的Preyssler型杂多酸冷却至25±5℃后加入水和氯化铵，充分搅拌生成沉淀，并抽滤，取白色固体部分；

③用无水甲醇洗涤白色固体并重结晶，得到Preyssler型杂多酸晶体；

④将Preyssler型杂多酸晶体溶于水中，并加入0.1～0.5％的山梨酸，再通过酸性离子树脂进行离子交换并真空干燥，得到一种无杂质Preyssler型杂多酸。

进一步，质量分数为85％的磷酸在1-4小时内逐滴加入到所述钨酸钠水溶液中。

进一步，钨酸钠的水溶液中钨酸钠的摩尔浓度为2-5mol/L。

进一步，步骤②中，水和氯化铵的摩尔比为2-6:1。