[发明专利]一种复合型固体酸催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种复合型固体酸催化剂，其特征在于，具有尖晶石型结构；所述复合型固体酸催化剂的结构式为SO₄^2--AB₂O₄-M-TiO₂；其中，A为二价金属阳离子，B为三价金属阳离子，M为Zr⁴⁺、Sn⁴⁺、Cu²⁺中的任意一种。

2.如权利要求1所述的复合型固体酸催化剂，其特征在于，A为Zn²⁺，B为Fe³⁺。

3.一种如权利要求1或2所述的复合型固体酸催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将含A的金属盐、含B的金属盐以及含M的金属盐溶于水中，得到混合溶液；其中，A为二价金属阳离子，B为三价金属阳离子，M为Zr⁴⁺、Sn⁴⁺、Cu²⁺中的任意一种；

S2：配置碱性溶液；

S3：将所述碱性溶液逐滴加入到所述混合溶液中，至体系pH＝9.5，于75℃～85℃水浴条件下搅拌，陈化，过滤，得到沉淀物；

S4：依次对所述沉淀物进行干燥、研磨，得到粉末；

S5：将所述粉末于800℃～900℃条件下煅烧，得到AB₂O₄-M前驱体；

S6：将所述AB₂O₄-M前驱体加入到有机钛盐水解溶液中，于70℃～80℃水浴条件下搅拌，形成凝胶；将所述凝胶于90℃～100℃条件下烘干后，研磨，得到AB₂O₄-M-TiO₂；

S7：将所述AB₂O₄-M-TiO₂置于硫酸铵溶液中进行浸渍后，依次进行烘干、研磨、煅烧，得到复合型固体酸催化剂。

4.如权利要求3所述的复合型固体酸催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中按照n(A)：n(B)：n(M)＝1:(1.8～2.0):(0.05～0.2)加入含A的金属盐、含B的金属盐以及含M的金属盐。

5.如权利要求3所述的复合型固体酸催化剂的制备方法，其特征在于，含A的金属盐选自Zn(NO₃)₂·6H₂O、ZnSO₄·7H₂O、ZnCl₂中的至少一种；含B的金属盐选自Fe₂(SO₄)₃·9H₂O、FeCl₃中的至少一种；含M的金属盐选自ZrCl₄、SnCl₄·5H₂O、Cu(NO₃)₂·3H₂O中的至少一种。

6.如权利要求3～5任一项所述的复合型固体酸催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液选自氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中的至少一种。

7.如权利要求6所述的复合型固体酸催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液的物质总量浓度为3mol/L～7.4mol/L。

8.如权利要求6所述的复合型固体酸催化剂的制备方法，其特征在于，所述有机钛盐为钛酸四丁酯。

9.如权利要求6所述的复合型固体酸催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S7中将所述AB₂O₄-M-TiO₂按照5ml/g的比例置于硫酸铵溶液中进行浸渍；所述硫酸铵溶液的浓度为0.5mol/L～1.5mol/L。

10.一种如权利要求1或2所述的复合型固体酸催化剂的应用，其特征在于，所述复合型固体酸催化剂用于丙烯酸与醇进行反应合成丙烯酸酯的催化剂。