[发明专利]一种酸碱双功能固体催化剂及其制备方法

摘要

本发明属于非均相催化剂领域，具体提供了一种酸碱双功能固体催化剂及其制备方法。选取硅基介孔分子筛SBA‑15为载体，首先负载ZrO2/SO42‑型固体超强酸，所得固体超强酸随后通过硅烷偶联反应接枝酸性的‑SO3H基团和碱性的‑NH2基团，得到酸碱双功能的固体催化剂，解决了由纤维素制备5‑羟甲基糠醛(5‑HMF)反应领域内催化剂活性不高、选择性差等缺点，提供一种大比表面积、酸碱双功能化的非均相固体催化剂的制备方法。

主权项

一种酸碱双功能固体催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)取干燥后的硅基介孔分子筛SBA‑15分散在有机溶剂中，在搅拌的条件下，向混合体系中逐滴加入可水解锆盐溶液，所得反应体系经水解反应完全后，将所得产物洗涤、离心收集和真空干燥，得到SBA‑15负载单层的氧化锆产品1ML‑ZrO2@SBA‑15；(2)将步骤(1)所得1ML‑ZrO2@SBA‑15替代步骤(1)中硅基介孔分子筛SBA‑15，重复步骤(1)中的水解反应，得到SBA‑15负载两层的氧化锆产品2ML‑ZrO2@SBA‑15；(3)将步骤(2)所得的2ML‑ZrO2@SBA‑15浸泡在硫酸溶液中，浸泡完成后，离心所收集产物，经真空干燥后置于马弗炉内，程序升温到煅烧温度，煅烧后得到SBA‑15负载的2ML‑ZrO2/SO42‑型固体超强酸2SZ@SBA‑15；(4)将步骤(3)所得的2SZ@SBA‑15加入3‑巯基‑丙基三甲氧基硅烷MPTMS和甲苯的混合溶液中，进行回流，然后将所得物离心，用乙醚和二氯甲烷的混合溶液洗涤，真空干燥，得到巯基化样品2SZ@SBA‑15‑SH；(5)将步骤(4)所得巯基化2SZ@SBA‑15‑SH加入到30％的双氧水、去离子水和甲醇的混合溶液中，在一定温度下不断搅拌，然后，离心、真空干燥，得到磺酸基修饰的2SZ@SBA‑15‑SO3H；(6)将步骤(5)所得磺酸基修饰的2SZ@SBA‑15‑SO3H加入到3‑氨基‑丙基三乙氧基硅烷APTES和甲苯的混合溶液中，进行回流，然后将所得物进行离心，用乙醚和二氯甲烷的混合溶液洗涤，真空干燥，得到同时修饰磺酸基和氨基的2SZ@SBA‑15‑SO3H‑NH2型固体催化剂。