[发明专利]固体酸催化剂及制备方法和应用

摘要

本发明提供一种固体酸催化剂及制备方法和应用，该催化剂应用于Baeyer‑Villiger氧化反应催化环酮类转化为对应内酯，活性位利用率高、选择性好、稳定性好，易于循环再利用。固体酸催化剂由催化剂的活性组份和载体两部分组成，所述载体为磷酸氢锆纳米片，所述活性组份为镧、钇、铝、钕、铈、铬、锌、铟、锡、钪、镨、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥金属离子中的一种或几种的组合；所述固体酸催化剂中金属组分与磷酸氢锆的摩尔比为（1：5）~（5：1）。

主权项

一种用于Baeyer‑Villiger氧化反应的单片层结构固体酸催化剂，其特征在于，所述固体酸催化剂由催化剂的活性组份和载体两部分组成，所述载体为磷酸氢锆纳米片，所述活性组份为镧、钇、铝、钕、铈、铬、锌、铟、锡、钪、镨、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥金属离子中的一种或几种的组合；所述固体酸催化剂中金属组分与磷酸氢锆的摩尔比为(1：5)～(5：1)；该催化剂的制备方法如下：第一步，制备磷酸氢锆纳米片：(1)将磷酸氢锆与去离子水按质量比0.1：30～100混合均匀，超声搅拌2～5h，得到磷酸氢锆悬浮液；(2)向上述磷酸氢锆悬浮液中加入1‑丙胺或四丁基氢氧化铵溶液，冰浴超声搅拌2～5h，得到被剥离的磷酸氢锆纳米片悬浮液；其中，1‑丙胺或四丁基氢氧化铵与步骤(1)中磷酸氢锆的摩尔比为(1：2)～(5：1)；(3)向剥离后的磷酸氢锆纳米片悬浮液中加入无机酸，离心洗涤，直至上清液呈中性，即得到质子化的磷酸氢锆纳米片；所述无机酸为硫酸、盐酸或硝酸；所述无机酸中的氢离子与上步中1‑丙胺或四丁基氢氧化铵的摩尔比为(1:3)～(3:1)；第二步，制备单片层结构固体酸催化剂：采用离子交换法，将活性组分的可溶性盐溶于去离子水，加入上述质子化的磷酸氢锆，再超声搅拌2～5h，在50～120℃下回流8～24h，静置3～12h，离心处理2～30min，用去离子水洗涤至中性，得到单片层固体酸催化剂，其中可溶性盐与质子化磷酸氢锆的摩尔比为(1:5)～(5:1)。