專(zhuān)利名稱(chēng)：ZrO₂-TiO₂/SO₄^2-固體酸催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)材料的制備技術(shù)，特別是一種Zr02-Ti02/S042_固體酸催化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)沉淀法是指在一定溫度下，將沉淀劑加入到金屬鹽溶液中進(jìn)行沉淀，然后通過(guò)固液分離、洗滌、干燥以及加熱處理等得到固體粉末樣品。該方法無(wú)需復(fù)雜的工藝及設(shè)備，易于操作，是廣泛制備無(wú)機(jī)納米材料的化學(xué)方法之一。溶膠-凝膠法同樣是制備具有有序微觀結(jié)構(gòu)材料的一種有效的方法。將這兩種方法結(jié)合，對(duì)于制備具有有序結(jié)構(gòu)的功能復(fù)合化合物具有十分重要的意義。傳統(tǒng)制備ZrO2-金屬氧化物/S042_固體酸催化劑的方法主要包括溶膠-凝膠法、沉淀-浸潰法、水熱法、共沉淀法、自組裝法等，這些方法能有效設(shè)計(jì)ZrO2-金屬氧化物/SO/—固體酸催化劑的結(jié)構(gòu)及形貌，但通常存在一些缺陷，如反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)、操作繁瑣、不能
批量生產(chǎn)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種ZrO2-Ti02/S042_固體酸催化劑的制備方法，結(jié)合溶膠-凝膠和化學(xué)沉淀技術(shù)優(yōu)勢(shì)，快速大批量制備具有有序結(jié)構(gòu)和特定形貌的ZrO2-TiO2/SO/—固體酸催化劑。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該制備方法包括以下具體步驟首先，恒溫水浴中，水中攪拌溶解ZrOCl2 8H20，再加入聚乙二醇，靜置，得澄清透明的溶液A ;氨水調(diào)節(jié)溶液A的PH值，得白色沉淀，過(guò)濾、洗滌，得濕濾餅；其次，恒溫水浴中，將Ti (OC4H9) 4溶于濃硫酸中得到溶液B，溶液B中再加入稀硫酸，得溶液C ;最后，恒溫水浴中，將濕濾餅攪拌溶解于溶液C中，得混合溶液，蒸發(fā)混合溶液得白色固體，在馬弗爐中煅燒，得Zr02-Ti02/S042_固體酸催化劑；其中，恒溫水浴溫度為50-80°C ;分散劑添加量為ZrOCl2 8H20加入量的0. 5%_3% ;其中，PH值的調(diào)節(jié)范圍為8-9 ;其中，ZrOCl2 8H20和Ti(OC4H9)4的摩爾量比為I :0. 5-2.0，ZrOCl2 8H20和Ti(OC4H9)4的摩爾量之和與硫酸摩爾量比為I :2. 0-3. 0 ;其中，稀硫酸的質(zhì)量濃度為10%-30% ;煅燒溫度為450°C-700°C。其中，分散劑聚乙二醇(PEG)為PEG-600、PEG-2000、PEG-20000。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)其一、該固體酸催化劑制備過(guò)程簡(jiǎn)易，時(shí)間短；其二、該固體酸催化劑具有規(guī)整的結(jié)構(gòu)，能批量生產(chǎn)；其三、該制備技術(shù)具有一定的推廣價(jià)值，可以用于制備其它功能無(wú)機(jī)材料。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，這些實(shí)施例不能理解為是對(duì)技術(shù)方案的限制。
實(shí)施例I :依以下具體步驟制備ZrO2-Ti02/S042_固體酸催化劑
步驟1、50°C恒溫水浴中，0. 02mol ZrOCl2 *8H20攪拌溶解于50mL H2O,加入0. 19g聚乙二醇PEG-600，靜置，得到澄清透明的溶液A ；
步驟2、溶液A中滴加氨水調(diào)節(jié)pH值至8，出現(xiàn)大量白色沉淀，靜置，過(guò)濾、洗滌，得到濕濾餅；
步驟3、在50°C水浴中，將0. 02mol Ti (OC4H9) 4加入到0. 05mol質(zhì)量濃度98%H2S04中，攪拌溶解得溶液B，隨后再加入0. 03mol質(zhì)量濃度10%H2S04，攪拌得溶液C ；
步驟4、在50°C水浴中，將濕濾餅加入到溶液C中，攪拌溶解，得混合溶液；
步驟5、在110°C烘箱中蒸發(fā)上述混合溶液，得白色固體；
步驟6、在450°C馬弗爐中，煅燒白色固體，除去殘留有機(jī)物，得到ZrO2-Ti02/S042_固體酸催化劑。實(shí)施例2 :依以下具體步驟制備ZrO2-Ti02/S042_固體酸催化劑
步驟I、在60°C恒溫水浴中，0. 2mol ZrOCl2 *8H20攪拌溶解于250mL H2O,加入I. Og聚乙二醇PEG-600，靜置，得到澄清透明的溶液A ；
步驟2、溶液A中滴加氨水調(diào)節(jié)pH值至8. 5，出現(xiàn)大量白色沉淀，靜置，過(guò)濾、洗滌，得到濕濾餅；
步驟3、在60°C水浴中，將0. Imol Ti (OC4H9) 4加入到0. 5mol質(zhì)量濃度98%H2S04中，攪拌溶解得溶液B，隨后加入0. 4mol質(zhì)量濃度20%H2S04，攪拌得到溶液C ；
步驟4、在60°C水浴中，將濕濾餅加入到溶液C中，攪拌溶解，得混合溶液；
步驟5、在110°C烘箱中蒸發(fā)上述混合溶液，得到白色固體；
步驟6、在500°C馬弗爐中，煅燒白色固體，除去殘留有機(jī)物，得到ZrO2-Ti02/S042_固體酸催化劑。實(shí)施例3 :依以下具體步驟制備ZrO2-Ti02/S042_固體酸催化劑
步驟I、在70°C恒溫水浴中，將0. 02mol ZrOCl2 *8H20攪拌溶解于50mL H2O,加入0. 033g聚乙二醇PEG-2000，得到澄清透明的溶液A ；
步驟2、溶液A中滴加氨水調(diào)節(jié)pH值至9，出現(xiàn)大量白色沉淀，靜置，過(guò)濾、洗滌，得到濕濾餅；
步驟3、在70°C水浴中，將0. 04mol Ti (OC4H9) 4加入到0. 09mol質(zhì)量濃度98%H2S04中，攪拌溶解得到溶液B，隨后加入0. 03mol質(zhì)量濃度30%H2S04，攪拌得到溶液C ；
步驟4、在70°C水浴中，將濕濾餅加入到溶液C中，攪拌溶解，得到混合溶液；
步驟5、在110°C烘箱中蒸發(fā)上述混合溶液，得到白色固體；
步驟6、在700°C馬弗爐中，煅燒白色固體，除去殘留有機(jī)物，得到ZrO2-Ti02/S042_固體酸催化劑。實(shí)施例4 :依以下具體步驟制備ZrO2-Ti02/S042_固體酸催化劑
步驟I、在80°C恒溫水浴中，將0. 02mol ZrOCl2 *8H20攪拌溶解于50mL H2O,加入0. Ig聚乙二醇PEG-20000，得到澄清透明的溶液A ；
步驟2、溶液A中滴加氨水調(diào)節(jié)pH值至9，出現(xiàn)大量白色沉淀，靜置，過(guò)濾、洗滌，得到濕濾餅；
步驟3、在80°C水浴中，將0. 02mol Ti (OC4H9) 4加入到0. 05mol質(zhì)量濃度98%H2S04中，、攪拌溶解得到溶液B，隨后加入0. 05mol質(zhì)量濃度20%H2S04，攪拌得到溶液C ；
步驟4、在80°C水浴中，將濕濾餅加入到溶液C中，攪拌溶解，得到混合溶液； 步驟5、在110°C烘箱中蒸發(fā)上述混合溶液，得到白色固體；
步驟6、在600°C馬弗爐中，煅燒該固體，除去殘留有機(jī)物，得到ZrO2-Ti02/S042_固體酸催化劑。
權(quán)利要求
1.Zr02-Ti02/S042_固體酸催化劑的制備方法，其特征是該制備方法包括以下步驟首先，恒溫水浴中，水中攪拌溶解ZrOCl2 8H20，再加入聚乙二醇，靜置，得澄清透明的溶液A ;氨水調(diào)節(jié)溶液A的pH值，得白色沉淀，過(guò)濾、洗滌，得濕濾餅；其次，恒溫水浴中，將Ti (OC4H9)4溶于濃硫酸中得到溶液B，溶液B中再加入稀硫酸，得溶液C ;最后，恒溫水浴中，將濕濾 餅攪拌溶解于溶液C中，得混合溶液，蒸發(fā)混合溶液得白色固體，在馬弗爐中煅燒，得Zr02-Ti02/S042_固體酸催化劑；其中，恒溫水浴溫度為50-80°C ;分散劑聚乙二醇添加量為ZrOCl2 8H20加入量的0. 5%-3% ;其中，pH值的調(diào)節(jié)范圍為8-9 ;其中，ZrOCl2 8H20和Ti (OC4H9)4的摩爾量比為I :0. 5-2. 0，ZrOCl2 8H20和Ti (OC4H9)4的摩爾量之和與硫酸摩爾量比為I :2. 0-3. 0 ;其中，稀硫酸的質(zhì)量濃度為10-30% ;煅燒溫度為450°C-700°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Zr02-Ti02/S042-固體酸催化劑的制備方法，其特征是分散劑聚乙二醇(PEG)為 PEG-600、PEG-2000、PEG-20000。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種ZrO2-TiO2/SO42-固體酸催化劑的制備方法，其特征是該制備方法包括以下步驟首先，恒溫水浴中，水中攪拌溶解ZrOCl2·8H2O，再加入聚乙二醇，靜置，得澄清透明的溶液A；氨水調(diào)節(jié)溶液A的pH值，得白色沉淀，過(guò)濾、洗滌，得濕濾餅；其次，恒溫水浴中，將Ti(OC4H9)4溶于濃硫酸中得到溶液B，溶液B中再加入稀硫酸，得溶液C；最后，恒溫水浴中，將濕濾餅攪拌溶解于溶液C中，得混合溶液，蒸發(fā)混合溶液得白色固體，在馬弗爐中煅燒，得ZrO2-TiO2/SO42-固體酸催化劑。本發(fā)明的制備過(guò)程簡(jiǎn)易，時(shí)間短，固體酸催化劑具有規(guī)整的結(jié)構(gòu)，能批量生產(chǎn)，可以用于制備其它功能無(wú)機(jī)材料。
文檔編號(hào)B01J27/053GK102744086SQ201210255949
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者萬(wàn)金方, 付偉忠, 厲業(yè)敏, 季紅軍, 朱旭東, 董云 申請(qǐng)人:江蘇淮河化工有限公司