[发明专利]一种WO3/ZrO2固体超强酸催化剂的制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种以三氧化钨为活性组分，二氧化锆为载体的WO₃/ZrO₂固体超强酸催化剂的制备方法。

背景技术

1979年，日本科学家Hino等人首先合成出SO₄^2-/ZrO₂固体超强酸并首次将其用于催化正丁烷异构化反应,发现其具有很好的异构化活性。但因在反应和再生处理过程中SO₄^2-容易在H₂和空气氛围中转变为H₂S和SO₂,造成环境污染和活性组分流失使酸强度明显降低，限制了其工业化应用。为此，1988年，Hino和Arata等人用钼酸、钨酸铵代替硫酸处理氧化锆,得到了负载型氧化物固体超强酸WO₃/ZrO₂和M_OO₃/ZrO₂。此类固体超强酸催化剂不仅克服了传统酸催化剂存在的难题，同时也弥补了SO₄^2-/M_xO_y催化剂热稳定性差、在H₂、O₂和水蒸气氛围下活性组分易流失的缺陷，成为21世纪很有应用潜力的新型绿色催化材料。目前， WO₃/ZrO₂固体超强酸催化剂的制备多是传统的浸渍法、溶胶-凝胶法和共沉淀法，所制得的催化剂比表面积和比孔容较小，酸强度较低，催化活性难以得到最大程度的发挥。因此，探索新型、高稳定性、酸强度高的固体超强酸催化剂的制备和改性技术具有非常重要的理论和现实意义。

目前，已有将WO₃/ZrO₂固体超强酸催化剂应用于烷烃异构化、烷基化、酯化、酰化、醇脱水等多种酸催化反应的报道，其中，烷烃异构化作为石油炼制工艺中提高汽油辛烷值的主要途径，受到人们越来越多的关注，目前，C₅/C₆异构化制轻质异构烷烃已是一种成熟的工艺，而对C7及更高碳数的烷烃异构化却鲜有报道。因此，开发高活性、高稳定性、成本低的催化剂将C₇以上的长链烷烃异构化具有非常重要的意义。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种WO₃/ZrO₂固体超强酸催化剂的制备方法，该种方法不仅简单，而且采用该方法制备的固体超强酸催化剂比表面积和比孔容明显增大，其比表面积和比孔容分别为120.5m²·g^-1和0.583m³·g^-1，而传统法制备的催化剂比表面积和比孔容分别为61.4 m²·g^-1和0.297m³·g^-1。同时酸强度也有明显的提高，H₀=-15.5，而传统法制备的催化剂H₀=-14.5，使其反应活性和选择性有明显的改善，并有效降低成本。