[发明专利]一种用于异构化反应的固体酸催化剂以及正丁烷-异丁烷异构化方法

权利要求书

1.一种用于异构化反应的固体酸催化剂，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：

第1步，纳米棒状AlOOH载体的制备：配制含有0.2～0.4g/L的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和0.1～0.15g/L的柠檬酸的水溶液，超声分散均匀，作为复合软模板溶液，再向复合软模板溶液中加入0.1～0.15mol/L的硝酸铝和0.05～0.1mol/L的尿素，升温反应，反应结束后，使白色沉淀物自然沉降，离心除上清，将底部沉淀真空干燥，得到纳米棒状AlOOH；

第2步，纳米棒状AlOOH载体的表面锰改性：将纳米棒状AlOOH分散于去离子水中制成15～20wt%的悬浮液，再加入悬浮液体积1～2.5倍的0.1～0.15mol/L的高锰酸钾溶液，搅拌均匀后，再加入四水合乙酸锰，超声分散均匀，将悬浮物抽滤并用去离子水洗涤，得到锰改性的纳米棒状AlOOH；

第3步，Pd纳米粒子溶胶的制备：在0.2～0.4mol/L的稀盐酸中加入PdCl₂，使PdCl₂在稀盐酸中的浓度为1.0～2.5wt%，加热反应，降温后，用NaOH溶液调节pH至6.5～7.5，再向溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），使CTAB在反应液中的浓度为10～20mmol/L，再滴加50～80mmol/L的NaBH₄溶液进行还原反应，得到Pd纳米粒子溶胶；

第4步，活性中心在载体上的负载：配制1～1.5wt%H₈N₂O₄W溶液，再在溶液中加入Pd纳米粒子溶胶，混合均匀后，得到混合浸渍液；在混合浸渍液中加入锰改性的纳米棒状AlOOH，使锰改性的纳米棒状AlOOH在混合浸渍液中的浓度是2～5wt%，升温至85～90℃反应3～6h后，减压干燥后，固体物进行焙烧，得到W/Pd@MnO₂-Al₂O₃催化剂；

所述的第1步中，升温反应是指在70～80℃下反应1～5h；离心过程转速2000～5000rpm，离心时间5～10min。

2.根据权利要求1所述的固体酸催化剂，其特征在于，所述的第2步中，纳米棒状AlOOH与四水合乙酸锰的重量比是3：1～1.2。

3.根据权利要求1所述的固体酸催化剂，其特征在于，所述的第3步中，加热反应的温度是95～100℃，反应时间是0.5～1h；还原反应的温度是40～45℃，NaBH₄和PdCl₂的摩尔比为4～6：1。

4.根据权利要求1所述的固体酸催化剂，其特征在于，所述的第4步中，H₈N₂O₄W溶液与Pd纳米粒子溶胶的体积比是2～4：1，焙烧是850～900 ℃下焙烧2～4h。

5.一种正丁烷异构化制备异丁烷的方法，其特征在于，采用权利要求1所述的W/Pd@MnO₂-Al₂O₃催化剂。

6.根据权利要求5所述的正丁烷异构化制备异丁烷的方法，其特征在于，反应温度是290～310℃；停留时间100～200min。