[发明专利]一种二氧化钛固体酸催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种二氧化钛固体酸催化剂的制备方法及应用，所述方法采用稀盐酸处理后的微多孔金属板浸提在纳米二氧化钛浸渍液中拉膜干燥煅烧，得到负载在金属板上的二氧化钛固体酸催化剂，得到的催化剂能够用于制备糠醛；本发明通过对二氧化钛固体酸催化剂进行改良，得到负载在金属板的催化剂并将其用于制备糠醛，优化制备糠醛的工艺流程，使得负载有催化剂的金属板可反复活化，重复使用，对环境友好，污染较小，催化效率高，制备流程简单；本发明工艺简单，可实现工业化大规模生产，可为企业带来良好的经济效益，具备广阔的前景。

技术领域

本发明属于催化剂领域，涉及一种二氧化钛固体酸催化剂的制备方法及应用。

背景技术

糠醛制备中需要添加催化剂进行催化，传统的均相液体酸催化剂的糠醛产率一般，并且有着腐蚀设备严重，产物分离困难，环境污染大的缺点。因此现在的研究方向注重于非均相酸催化，即固体酸催化体系。固体酸催化剂有着对环境友好、易于产物分离等优点，但也存在着制备成本较高，重复使用率较低，催化效率较低等缺点。

CN104891566A公开了一种脉冲电磁场制备锐钛矿型纳米二氧化钛的方法，将钛酸丁酯用无水乙醇稀释，得到钛酸丁酯稀释液；乙醇水溶液用醋酸调节pH值；将经调pH值的乙醇水溶液并加入钛酸丁酯稀释液，在加入钛酸丁酯稀释液的同时对反应体系施加脉冲电磁场处理，得到混合溶液；放入真空干燥箱中干燥，得到的固体颗粒研磨成粉末，放入马弗炉中，焙烧，制得锐钛矿型纳米TiO₂粉体。CN107321338A公开了一种纳米二氧化钛颗粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将钛酸丁酯加入到乙二醇中进行螯合，得到无色透明的纳米二氧化钛的前驱体溶液；(2)将盐酸或硝酸或醋酸的酸催化剂加入到丙酮中，进行高速搅拌，在高速搅拌状态下将上一步骤得到的纳米二氧化钛的前驱体溶液快速倒入酸催化剂与丙酮混合溶液中，并继续搅拌，搅拌结束后，将产物陈化，得到白色悬浊液；(3)将上一步骤得到的白色悬浊液进行高速离心，并用去离子水和乙醇洗涤，即制得纳米二氧化钛颗粒。CN104475089A涉及一种通用光源响应改性二氧化钛固体酸催化剂及制备方法，该发明通过将贵金属经光还原沉积法担载到TiO₂载体上，制得贵金属/TiO₂催化剂；然后经过硫酸酸化、处理得到通用光源响应高效改性二氧化钛固体酸催化剂。但上述现有技术得到的固体酸催化剂不能重复使用，制备工艺复杂，成本高昂，有待进一步的改进和优化。

综上所述，亟待对固体酸催化剂进行改良，提供一种性能优异、制备方法简单的固体酸催化剂，用于更加高效的制备糠醛，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。

发明内容

针对现有技术的不足和市场的需求，本发明提供了一种二氧化钛固体酸催化剂的制备方法及应用，通过对二氧化钛固体酸催化剂进行改良，得到催化效率卓越的负载在金属板的催化剂，用于制备糠醛，优化制备糠醛的工艺流程，制备工艺简单，操作方便，具备广阔的前景。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种二氧化钛固体酸催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备纳米二氧化钛浸渍液；

(2)将金属板用稀盐酸浸泡后，蒸馏水清洗，得到微多孔金属板；

(3)将步骤(2)得到的微多孔金属板浸泡在步骤(1)得到的纳米二氧化钛浸渍液中，提拉成膜并干燥，得到初级产物；

(4)将步骤(3)的初级产物煅烧，得到负载在微多孔金属板上的二氧化钛固体酸催化剂。

本发明中，发明人在长期的生产实践中，深入了解制备二氧化钛固体酸催化剂的工艺的优缺点，针对制备成本高、重复使用率低和催化效率较低等缺点，广泛开展研发工作，创造性地采用稀盐酸和蒸馏水处理金属板，得到微多孔金属板，将金属板浸泡在纳米二氧化钛浸渍液中，反复提拉干燥，得到负载在金属板的催化剂，制工艺简洁高效，得到的负载在金属板的催化剂能够反复利用，极具推广应用的价值。