[发明专利]一种固体酸催化剂的工业制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及化学试剂合成技术领域，具体涉及一种固体酸催化剂的工业制备方法及其应用。

背景技术

酸是一类重要的催化剂，可用于催化酯化反应、Friedel-Crafts反应及羟醛缩合反应等。目前工业上应用的酸催化剂大多是液体酸催化剂，比如：硫酸、磷酸、硝酸、盐酸、对甲苯磺酸等。由于液体酸催化的反应属于均相反应，催化活性高，但是液体酸催化剂存在腐蚀设备、难与产物分离、污染大、难以回收再利用、生产环境恶劣等难题。

目前，使用固体酸催化剂代替液态酸在很多生产领域中得到应用。因为它既有如硫酸、硝酸、盐酸的酸强度，可参与多种有机反应，又具备回收再利用、不会污染环境等优点。但现有的固体酸催化剂工业制备方法还存在一些弊端，如工艺过程过于复杂、生产安全性不高、生产出来的固体酸催化剂性能不佳等问题。

发明内容

针对上述现有技术中固体酸催化剂工业制备方法的不足，本发明提供一种固体酸催化剂的工业制备方法，该方法以硅胶为载体，协载锆、钨、钼、钒、铂、钯等金属，再经硫化反应后制得的一种高性能固体酸催化剂，操作简单且安全，生产出来的固体酸催化剂可回收反复使用且环境友好。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种固体酸催化剂的工业制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：

A.将工业硅胶颗粒浸渍在质量分数为15～25％的氯化铝甲醇溶液中，浸渍4～5小时，然后将浸渍后的硅胶颗粒放置在烘箱中烘干，烘干温度为300～400℃，烘干时间为3～4小时；

B.配制质量分数为40％～45％的含有锆、钨、钼、钒的稀硫酸溶液，再将含有锆、钨、钼、钒的稀硫酸溶液与甲醇按体积比4:6混合，把步骤A中得到的硅胶颗粒浸渍于上述混合溶液中，浸渍8～9小时后，置于马弗炉中焙烧，焙烧温度为800～900℃，焙烧时间为2～3小时；

C.在马弗炉底部放入内装有工业烟煤的多孔盒，与步骤B所得产品在马弗炉中焙烧发生硫化反应，焙烧温度为500～700℃，焙烧时间为1～4小时；

D.配制质量分数为20～25％的含有氯化铂、氯化钯的甲醇溶液，将步骤C硫化后的产品浸渍于所述含有氯化铂、氯化钯的甲醇溶液中，浸渍2～3小时后，置于马弗炉中500～600℃焙烧，焙烧2～3小时后即得固体酸催化剂。

优选的：所述含有锆、钨、钼、钒的稀硫酸溶液中锆、钨、钼、钒质量比为1:1:1:1。

优选的：所述含有氯化铂、氯化钯的甲醇溶液中氯化铂、氯化钯质量比为1:1。

本发明还提供了一种上述方法制得的固体酸催化剂作为酒类催成剂的应用。

本发明还提供了一种上述方法制得的固体酸催化剂作为空气净化剂的应用。

本发明有益效果为：

(1)本发明提供的固体酸催化剂工业制备方法工艺简单、操作安全；

(2)采用本发明所述的制备方法制得的固体酸催化剂具有酸性强、活性好、可回收反复使用、环境友好的特点；

(3)本发明所述的制备方法制得的固体酸催化剂作为酒类催成剂的应用取得了很好的效果，使用该固体酸催化剂处理的新酒，陈酒味增强、异杂味苦味消失、口感更醇和；

(4)本发明所述的制备方法制得的固体酸催化剂作为空气净化剂的应用取得了很好的效果，在空气净化机中放置该固体酸催化剂，空气中的苯、甲苯、二甲苯、TVOC等有机物含量大大降低。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种固体酸催化剂的工业制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：

A.将5千克工业硅胶颗粒浸渍在质量分数为20％的氯化铝甲醇溶液中，浸渍4小时，然后将浸渍后的硅胶颗粒放置在烘箱中烘干，烘干温度为300℃，烘干时间为4小时；

B.配制质量分数为40％的含有锆、钨、钼、钒的稀硫酸溶液(其中锆、钨、钼、钒质量比为1:1:1:1)，再将含有锆、钨、钼、钒的稀硫酸溶液与甲醇按体积比4:6混合，把步骤A中得到的硅胶颗粒浸渍于上述混合溶液中，浸渍8小时后，置于马弗炉中焙烧，焙烧温度为800℃，焙烧时间为3小时；

C.在马弗炉底部放入内装有5千克工业烟煤的多孔盒，优选为多孔铁盒，多孔铁盒与步骤B所得产品在马弗炉中间隔放置，焙烧过程中步骤B所得产品在从多孔铁盒内挥发的含硫气体的作用下发生硫化反应，焙烧温度为600℃，焙烧时间为2小时；