固體酸催化劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于催化劑材料技術領域，具體涉及一種11003/附0/1102固體酸催化劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]羧酸酯化是一類重要的有機化學反應，酯化產物種類繁多、應用廣泛，常作為溶劑、香料、表面活性劑和增塑劑等應用于不同化工行業(yè)中，而通過酯化反應制備羧酸酯是最普遍的生產工藝，其中催化劑的使用在羧酸酯的產率和質量控制上發(fā)揮著決定性的作用。傳統(tǒng)羧酸酯酯化催化劑多為礦物質液體酸，如H2S04、HC1、HF和HBr等。雖然液體酸廉價易得，但其缺點也很明顯，尤其是催化劑不能回收、特別容易污染環(huán)境，且操作復雜、易腐蝕生產設備，使用固體酸催化劑可以有效解決上述問題。目前雖然已有采用固體酸催化劑替代液體酸催化劑的研宄報道，但是在化工領域應用固體酸催化劑仍很少，原因在于固體酸催化劑具有酸含量較低、易失活等缺點。因此，提高酯化反應催化效率的關鍵在于提高固體酸催化劑的酸強度。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑及其制備方法，所得固體酸催化劑酸強度高，在酸醇的酯化反應和酯交換反應中均表現(xiàn)出良好的催化活性和穩(wěn)定性，并可克服液體酸催化劑不能回收、易污染環(huán)境的缺點，實現(xiàn)催化劑的重復使用。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑，其制備方法包括如下步驟:
1)依次將5-10ml分散劑、40_60ml去離子水和2_3g六水合硝酸镲加入反應容器中，磁力攪拌形成溶液A，室溫下攪拌12h ;
2)將0.7-1.3g氫氧化鈉溶于50ml去離子水中形成溶液B ；
3)將溶液B逐滴加入到溶液A中，室溫下攪拌反應12小時；
4)離心分離沉淀，將所得沉淀于去離子水中超聲洗滌2次，再用無水乙醇洗滌2次；
5)所得固體沉淀于80°C真空烘干箱中烘干12小時，研磨后得氫氧化鎳粉末；
6)將Ig氫氧化鎳粉末、Ig鈦凝膠、0.2g鉬酸銨依次放入球磨機中混合、研磨3分鐘，然后于600°C馬弗爐中焙燒2小時，再用瑪瑙研缽研磨10分鐘，得到所述Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑。
[0005]所述分散劑為乙二醇、丙三醇中的一種或兩種。
[0006]所述11003/附0/1102固體酸催化劑適用于催化酸醇的酯化反應和酯交換反應。
[0007]本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于:本發(fā)明原料廉價易得、制備方法簡單，制得的固體酸催化劑酸強度高，在酸醇的酯化反應和酯交換反應中均表現(xiàn)出良好的催化活性和穩(wěn)定性，且可重復使用，循環(huán)使用5次催化活性無明顯下降，克服了液體酸催化劑不能回收、易污染環(huán)境的缺點，具有良好的應用前景。
【具體實施方式】
[0008]為了使本發(fā)明所述的內容更加便于理解，下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明所述的技術方案做進一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[0009]實施例1
一種Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑，其制備方法包括如下步驟:
1)依次將5ml乙二醇、40ml去離子水和2g六水合硝酸鎳加入反應容器中，磁力攪拌形成溶液A，室溫下攪拌12h;
2)將0.7g氫氧化鈉溶于50ml去離子水中形成溶液B ；
3)將溶液B逐滴加入到溶液A中，室溫下攪拌反應12小時；
4)離心分離沉淀，將所得沉淀于去離子水中超聲洗滌2次，再用無水乙醇洗滌2次；
5)所得固體沉淀于80°C真空烘干箱中烘干12小時，研磨后得氫氧化鎳粉末；
6)將Ig氫氧化鎳粉末、Ig鈦凝膠、0.2g鉬酸銨依次放入球磨機中混合、研磨3分鐘，然后于600°C馬弗爐中焙燒2小時，再用瑪瑙研缽研磨10分鐘，得到所述Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑。
[0010]以乙醇和乙酸的酯化反應為例，在150mL的三頸燒瓶中加入物質的量比為3:1的乙醇和乙酸，再加入所得Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑，催化劑用量是反應物總質量的1%，用帶磁力攪拌的電熱套將燒瓶加熱至80°C，并開始磁力攪拌，反應6h后測定轉化率達60%。
[0011]實施例2
一種Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑，其制備方法包括如下步驟:
1)依次將8ml丙三醇、50ml去離子水和2.5g六水合硝酸鎳加入反應容器中，磁力攪拌形成溶液A，室溫下攪拌12h ;
2)將1.0g氫氧化鈉溶于50ml去離子水中形成溶液B ；
3)將溶液B逐滴加入到溶液A中，室溫下攪拌反應12小時；
4)離心分離沉淀，將所得沉淀于去離子水中超聲洗滌2次，再用無水乙醇洗滌2次；
5)所得固體沉淀于80°C真空烘干箱中烘干12小時，研磨后得氫氧化鎳粉末；
6)將Ig氫氧化鎳粉末、Ig鈦凝膠、0.2g鉬酸銨依次放入球磨機中混合、研磨3分鐘，然后于600°C馬弗爐中焙燒2小時，再用瑪瑙研缽研磨10分鐘，得到所述Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑。
[0012]以乙醇和乙酸的酯化反應為例，在150mL的三頸燒瓶中加入物質的量比為3:1的乙醇和乙酸，再加入所得Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑，催化劑用量是反應物總質量的3%，用帶磁力攪拌的電熱套將燒瓶加熱至95°C，并開始磁力攪拌，反應3h后測定轉化率達87%。
[0013]實施例3
一種Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑，其制備方法包括如下步驟:
1)依次將1ml由乙二醇與丙三醇按1:1(v/v)混合的分散劑、60ml去離子水和3g六水合硝酸鎳加入反應容器中，磁力攪拌形成溶液A，室溫下攪拌12h ；
2)將1.3g氫氧化鈉溶于50ml去離子水中形成溶液B ；
3)將溶液B逐滴加入到溶液A中，室溫下攪拌反應12小時；
4)離心分離沉淀，將所得沉淀于去離子水中超聲洗滌2次，再用無水乙醇洗滌2次； 5)所得固體沉淀于80°C真空烘干箱中烘干12小時，研磨后得氫氧化鎳粉末；
6)將Ig氫氧化鎳粉末、Ig鈦凝膠、0.2g鉬酸銨依次放入球磨機中混合、研磨3分鐘，然后于600°C馬弗爐中焙燒2小時，再用瑪瑙研缽研磨10分鐘，得到所述Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑。
[0014]以乙醇和乙酸的酯化反應為例，在150mL的三頸燒瓶中加入物質的量比為3:1的乙醇和乙酸，再加入所得Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑，催化劑用量是反應物總質量的5%，用帶磁力攪拌的電熱套將燒瓶加熱至90°C，并開始磁力攪拌，反應4h后測定轉化率達90%。
[0015]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)將5-10ml分散劑、40-60ml去離子水和2_3g六水合硝酸鎳攪拌形成溶液A，室溫下攪拌12h ； 2)將0.7-1.3g氫氧化鈉溶于50ml去離子水中形成溶液B ； 3)將溶液B逐滴加入到溶液A中，室溫下攪拌反應12小時； 4)離心分離沉淀，將所得沉淀于去離子水中超聲洗滌2次，再用無水乙醇洗滌2次； 5)所得固體沉淀于80°C烘干12小時，研磨后得氫氧化鎳粉末； 6)將Ig氫氧化鎳粉末、Ig鈦凝膠、0.2g鉬酸銨混合、研磨3分鐘，然后于600°C焙燒2小時，再研磨10分鐘，得到1003/附0/1102固體酸催化劑。
2.根據權利要求1所述Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑的制備方法，其特征在于:所述分散劑為乙二醇、丙三醇中的一種或兩種。
3.—種如權利要求1所述制備方法制得的]?003/附0/1102固體酸催化劑。
4.根據權利要求3所述Mo03/Ni0/Ti02固體酸催化劑，其特征在于:用于催化酸醇的酯化反應和酯交換反應。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種MoO3/NiO/TiO2固體酸催化劑及其制備方法，是將由分散劑、去離子水、六水合硝酸鎳形成的溶液A，與氫氧化鈉、去離子水形成的溶液B混合攪拌后，經分離、洗滌、烘干、研磨得到氫氧化鎳粉末，再將其與鈦凝膠、鉬酸銨混合、研磨、焙燒后得所述MoO3/NiO/TiO2固體酸催化劑。本發(fā)明原料廉價易得、制備方法簡單，制得的固體酸催化劑酸強度高，在酸醇的酯化反應和酯交換反應中均表現(xiàn)出良好的催化活性和穩(wěn)定性，且可重復使用，不污染環(huán)境。
【IPC分類】C07C67-08, C07C69-14, B01J23-883
【公開號】CN104801311
【申請?zhí)枴緾N201510194454
【發(fā)明人】牛玉, 李福穎, 王仁章
【申請人】三明學院
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月23日