[发明专利]一种固体酸催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及催化剂技术领域，提供了一种固体酸催化剂及其制备方法和应用。本发明将模板剂F127、水、盐酸、铝源和硅源混合进行水热晶化，将所得固体产物进行第一煅烧，得到铝改性的SBA‑16分子筛；将铝改性的SBA‑16分子筛在可溶性铌盐和可溶性钼盐的混合溶液中浸渍后依次进行干燥和第二煅烧，得到固体酸催化剂。本发明提供的固体酸催化剂对异山梨醇酯化反应的催化活性高、选择性好、容易与产物分离、便于重复利用、环境污染小；本发明提供的固体酸催化剂易于造粒成型，有利于进一步降低生产成本。利用本发明提供的固体酸催化剂催化天然可再生的异山梨醇反应制备异山梨醇酯类增塑剂，能够满足环保、无毒、可持续发展的要求。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种固体酸催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

增塑剂，或称塑化剂、可塑剂，是通用塑料中使用量最大的添加助剂，广泛应用于塑胶、混凝土、干壁材料、水泥和石膏中。目前增塑剂的需求量约500万吨/年，且后续仍有每年至少20～30％的增长需求趋势。邻苯二甲酸酯类产品作为最主流的主增塑剂占领了市面上超过60％的份额。多项研究已证实该类增塑剂具有致癌、致畸性等缺点，多国的法律法规已经对其使用进行了极大限制。邻苯二甲酸二辛酯(DOP)在欧盟、美国、日本和韩国已被禁止使用。我国相较于欧美发达国家，并无环保无毒主增塑剂在市面上流通，所有对增塑剂安全性能要求高的领域，国内必须完全依靠进口产品，导致产业结构极不合理，且这类增塑剂原料多来自石油，伴随国际局势的变化，后续成本不断升高。

异山梨醇，作为生物质基平台化合物山梨醇的脱水产物，被广泛应用于食品、化学品、医药、塑料及聚合物等领域。异山梨醇酯类增塑剂的化学结构与功能性与传统主增塑剂相似，原料为可再生循环资源，国内资源供应充足，且异山梨醇酯无毒无味，与大多数聚合物有良好的相容性，尤其是用量非常大的聚氯乙烯(PVC)，且性能与DOP相近，可替代DOP作为PVC的主增塑剂。

中国专利CN106146527A和CN106632369A公开了一种二羧酸异山梨醇酯增塑剂的制备方法，其中酯化反应的催化剂为Zn(OAc)₂、ZnCl₂、Mn(OAc)₂、Co(OAc)₂、Mg(OAc)₂、Ca(OAc)₂、PbO、GeO₂、Sb₂O₃、Sb(OAc)₂、Sb₂(CH₂CH₂O)₃、Ti(OC₄H₉)₄、SnCl₂、氧化二丁基锡、N,N-二甲基-4-氨基吡啶、N,N’-二异丙基碳二亚胺中的一种或多种复合组分。

中国专利CN108658998B公开了一种异山梨醇酯的制备方法，其中使用的酸性催化剂为硫酸、磷酸、三氟甲磺酸、三氟乙酸、氨基磺酸或对甲苯磺酸

中国专利CN102775587A公开一种聚富马酸异山梨醇酯及其制备方法，其中使用的催化剂为苯磺酸类或钛酸类催化剂

上述专利中合成异山梨醇酯使用的催化剂为均相催化剂，均相催化剂具有回收困难、腐蚀性强、与产物难以分离、易造成环境污染等的缺点，目前，亟需开发一种可重复利用、腐蚀小、环境污染小、且适用于催化异山梨醇酯化反应的固体催化剂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种固体酸催化剂及其制备方法和应用。本发明提供的固体酸催化剂容易与产物分离、便于重复利用、腐蚀性小、环境污染小，且对异山梨醇酯化反应的催化活性高、选择性好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种固体酸催化剂的制备方法，包括以下步骤：