[发明专利]一种以烃树脂为载体的改性固体酸催化剂的制备方法

说明书

一种以烃树脂为载体的改性固体酸催化剂的制备方法，包括烃树脂改性活化，将聚烯烃树脂、聚亚苯基砜树脂搅拌混合，并用无水乙醇溶解，然后加入硫酸钙、二氧化硅、活化剂、偶联剂，混合均匀，高温反应并烘干处理，得到改性活化的烃树脂；固体酸催化剂前驱体制备，将AlCl₃溶液和Na₂SiO₃溶液混合均匀，并加入氢氧化钡溶液和氯化铵溶液，进行离子交换反应，得到固体酸催化剂前驱体；固体酸催化剂负载改性烃树脂，将改性活化的烃树脂粉碎、过筛，然后进行真空干燥，最后加入上述固体酸催化剂前驱体，用无水乙醇稀释，抽滤、洗涤、真空干燥，得到以烃树脂为载体的改性固体酸催化剂；本发明反应条件温和，操作简单易行，适宜大量推广。

技术领域

本发明涉及固体酸催化剂技术领域，具体是涉及一种以烃树脂为载体的改性固体酸催化剂的制备方法。

背景技术

固体酸催化剂是酸碱催化剂中的一类重要催化剂，催化功能来源于固体表面上存在的具有催化活性的酸性部位，称酸中心。它们多数为非过渡元素的氧化物或混合氧化物，其催化性能不同于含过渡元素的氧化物催化剂。这类催化剂广泛应用于离子型机理的催化反应，种类很多。此外，还有润载型固体酸催化剂，是将液体酸附载于固体载体上而形成的，如固体磷酸催化剂。近年来，固体酸催化剂在生物质转化方面的研究得到了国内外研究的广泛关注。固体酸催化剂在催化完成后可以与反应液很好的分离，简化了后续反应液处理的过程，降低了处理要求，具有技术可行性。

但是现有的固体酸催化剂在制备过程中，工艺较为复杂，造成设备体积庞大，因而资金投入较大；另一方面，现有的固体酸催化剂催化活性较低，且稳定性较差。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种制备工艺合理、催化剂活性高、稳定性高的以烃树脂为载体的改性固体酸催化剂的制备方法。

本发明的技术方案为：一种以烃树脂为载体的改性固体酸催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、烃树脂改性活化；

S11、分别称取以下重量份的原料：聚烯烃树脂35～50份、聚亚苯基砜树脂 10～15份、硫酸钙5～8份、二氧化硅3～5份、活化剂0.8～1.2份、偶联剂0.5～ 1份；

S12、将步骤S11所称取的聚烯烃树脂、聚亚苯基砜树脂充分搅拌混合，形成混合物料，将混合物料和无水乙醇按照体积比1:2～1:6混合均匀，得到醇溶液；

S13、向步骤S12所得醇溶液中依次加入硫酸钙、二氧化硅、活化剂、偶联剂，并使用高混机混合均匀，然后转移至反应釜中，在100～150℃温度条件下反应0.8～3.2h；反应完成后将混合物料置于烘干箱中烘干，烘箱温度控制为 80～100℃，烘干时间为3～5h，得到改性活化的烃树脂；

S2、固体酸催化剂前驱体制备；

S21、将AlCl₃溶液和Na₂SiO₃溶液按照体积比1:2～1:5混合均匀，向混合溶液中加入等体积的氢氧化钡溶液，静置1～2h，得到溶液A；其中，所述AlCl₃溶液浓度为0.2mol/L,所述Na₂SiO₃溶液的浓度为0.3mol/L,所述氢氧化钡溶液的浓度为0.25mol/L；

S22、向步骤S21所得溶液A中加入0.1～0.5mol/L的氯化铵溶液，进行离子交换反应，得到固体酸催化剂前驱体；其中，离子交换反应温度控制为50～ 70℃，氯化铵溶液与溶液A的体积比为1:5～1:13；

S3、固体酸催化剂负载改性烃树脂；