[发明专利]一种固体酸催化剂及其应用

摘要

本发明公开了一种固体酸催化剂，属于化学催化剂领域。该固体酸催化剂活性组分是硫酸锆纳米粒子，该纳米粒子分散性好，具有球形、椭球形或鸭梨形结构，粒子尺寸在30-900nm。本发明所制备出的硫酸锆纳米粒子可直接作为催化剂，用于催化游离脂肪酸合成生物柴油的酯化反应。上述酯化反应的最佳反应工艺是：所述游离脂肪酸和低碳醇的摩尔比为1∶40、固体酸催化剂与游离脂肪酸的质量比为0.2、反应温度为95℃。采用本发明催化剂，用于由游离脂肪酸合成生物柴油的酯化反应，可以使脂肪酸的转化率提高，催化剂与产物易分离；无腐蚀性，对环境无污染；催化效率高，用量少，副产物少等优点。

主权项

一种固体酸催化剂，其特征在于，该催化剂为硫酸锆纳米粒子，粒径为30～900 nm，其是通过以下步骤制备的：（1）将5 g八水合氯氧化锆溶于100 mL水，常温搅拌，待溶液澄清后，加入25%的氨水，将溶液的PH值调为8，得到氢氧化锆白色沉淀，过滤，用水洗涤至滤液中不含氯离子，80 °C干燥24小时，研磨成粉末待用；（2）将2 g聚乙烯吡咯烷酮溶于40 mL乙二醇中，60°C搅拌，待溶液澄清后，加入0.5～4 g步骤（1）研磨好的氢氧化锆粉末，搅拌2 h，加入0.2 M H2SO4溶液3 mL，搅拌12 h，转移到聚合釜中，放入烘箱，烘箱温度设置180°C，12小时之后，冷却至室温过滤洗涤干燥，得到纳米硫酸锆原粉；（3）将步骤（2）中得到的纳米硫酸锆原粉于马弗炉焙烧，升温速度1°C /min，650 °C下恒温5 h后得到产物纳米硫酸锆。