MoO3/ZnO/TiO2固体酸催化剂及其制备方法技术
本发明专利技术公开了一种MoO3/ZnO/TiO2固体酸催化剂及其制备方法，将分散剂、去离子水、六水硝酸锌形成的溶液A与氢氧化钠和去离子水形成的溶液B混合搅拌，经分离、洗涤、干燥、研磨得到氢氧化锌粉末，再与钛胶、钼酸铵混合、研磨、焙烧得到MoO3/ZnO/TiO2固体酸催化剂。本发明专利技术原料廉价易得，制备方法简单，制备的固体酸催化剂酸强度高，在酸-醇的酯化反应和酯交换反应中均表现出良好的催化活性和稳定性，可重复使用，不污染环境。
下载所有详细技术信息
【技术实现步骤总结】
本专利技术属于催化材料
，具体涉及 11003/2110/1102。
技术简介
羧酸酯化反应是一种重要的有机化学反应，酯化产物种类繁多，用途广泛，在不同的化工行业中常用作溶剂、香料、表面活性剂、增塑剂等，而酯化制备羧酸酯是最常见的生产工艺，其中催化剂的使用对羧酸酯的产率和质量控制起着决定性的作用。传统的羧酸酯酯化催化剂多为矿物液体酸，如H2S04、HCL、HF、HBr等。液体酸虽然价格便宜、易得，但其缺点也很明显，特别是催化剂不能回收，特别容易污染环境，而且操作复杂，容易腐蚀生产设备，使用固体酸催化剂可以有效解决上述问题。目前，虽然有研究报道采用固体酸催化剂替代液体酸催化剂，但固体酸催化剂在化工行业中仍然很少使用，因为固体酸催化剂存在酸含量低、易失活等缺点。 因此，提高酯化反应催化效率的关键是提高固体酸催化剂的酸强度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高酸强度的Mo03/Zn0/Ti02固体酸催化剂，该催化剂在酸性醇的酯化反应和酯交换反应中表现出良好的催化活性和稳定性，并能克服液体酸催化剂不能回收、易污染环境的缺点，实现催化剂的重复使用。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种Mo03/Zn0/Ti02固体酸催化剂，其制备方法包括以下步骤：1)依次将分散剂5-10ml、去离子水40-60ml、硝酸锌六水合物2.5-3.5g加入反应容器中，磁力搅拌形成溶液A，室温下搅拌12h；2)将0.7-1.3g氢氧化钠溶于50ml去离子水中，形成溶液B； 3)将溶液B滴加到溶液A中，室温下搅拌反应12小时；4)离心沉淀分离，所得沉淀用去离子水超声洗涤两次，再用无水乙醇洗涤两次；5)将所得固体沉淀放入真空干燥箱中80℃干燥12小时，研磨后得到氢氧化锌粉末；6)将1g氢氧化锌粉末、1g钛凝胶、0.2g钼酸铵依次放入球磨机中混合研磨3分钟，再放入600℃马弗炉中焙烧2小时，再用玛瑙研钵研磨10分钟，即得03/2110/1102固体酸催化剂。分散剂为乙二醇、甘油中的一种或两种。 11003/2110/1102固体酸催化剂适用于催化酸醇的酯化反应、酯交换反应。
本专利技术的显著优点为：本专利技术原料廉价易得，制备方法简单，制备出的固体酸催化剂酸强度高，在酸醇的酯化反应和酯交换反应中表现出良好的催化活性和稳定性，且可以重复使用，循环5次后催化活性无明显下降，克服了液体酸催化剂不能回收利用、易污染环境的缺点，具有良好的应用前景。【具体实施方式】为了使本专利技术所描述的内容更加容易理解，下面结合【具体实施方式】对本专利技术所描述的技术方案作进一步的说明，但本专利技术并不局限于此。 实施例 1 一种 Mo03/Zn0/Ti02固体酸催化剂，其制备方法包括以下步骤： 1)将 5ml乙二醇、40ml去离子水、2.5g六水硝酸锌依次加入到反应容器中，磁力搅拌形成溶液 A，室温下搅拌 12h； 2)将 0.7g氢氧化钠溶于 50ml去离子水中，形成溶液 B； 3)将溶液 B滴加到溶液 A中，室温下搅拌反应 12h； 4)离心分离沉淀，所得沉淀用去离子水超声洗涤两次，再用无水乙醇洗涤两次； 5)将所得固体沉淀放入真空干燥箱中 80°C干燥 12h，研磨后得到氢氧化锌粉末； 6)将1g氢氧化锌粉末、1g钛凝胶、0.2g钼酸铵依次放入球磨机中，混合均匀，研磨3分钟，然后在600℃的马弗炉中煅烧2小时，再用玛瑙研钵研磨10分钟，即得03/2110/1102固体酸催化剂。
以乙醇与乙酸的酯化反应为例，将乙醇和乙酸按3:1的比例加入到150mL三口烧瓶中，再加入得到的1003/2110/1102固体酸催化剂，催化剂的用量为反应物总质量的1％，用带有磁力搅拌的电加热套将烧瓶加热至80℃，开启磁力搅拌，反应6小时后测得转化率为60％。实施例2 Mo03/Zn0/Ti02固体酸催化剂，其制备方法包括以下步骤：1)将8ml甘油、50ml去离子水、3g六水硝酸锌依次加入到反应容器中，磁力搅拌形成溶液A，室温下搅拌12h； 2)将1.0g氢氧化钠溶于50ml去离子水中，形成溶液B；3)将溶液B滴加到溶液A中，室温下搅拌反应12小时；4)离心分离沉淀，所得沉淀用去离子水超声洗涤两次，再用无水乙醇洗涤两次；5)将所得固体沉淀放入真空干燥箱中80℃干燥12小时，研磨后得到氢氧化锌粉末；6)将1g氢氧化锌粉末、1g钛凝胶、0.2g钼酸铵依次放入球磨机中，混合均匀，研磨3分钟，再放入马弗炉中600℃焙烧2小时，再用玛瑙研钵研磨10分钟，即得03/2110/1102固体酸催化剂。 以乙醇与乙酸的酯化反应为例，将乙醇与乙酸按3:1的比例加入到150mL三口烧瓶中，再加入配制好的1003/2110/1102固体酸催化剂，催化剂用量为反应物总质量的3%，用带磁力搅拌的电加热套将烧瓶加热至95℃，开启磁力搅拌，反应3h后测得转化率为87%。
实施例3 一种Mo03/Zn0/Ti02固体酸催化剂，其制备方法包括以下步骤： 1)将乙二醇和丙三醇按1:1(v/v)混合制成的分散剂1ml、去离子水60ml、硝酸锌六水合物3.5g依次加入到反应容器中，磁力搅拌形成溶液A，室温下搅拌12h； 2)将氢氧化钠1.3g溶于去离子水50ml中，形成溶液B； 3)将溶液B滴加到溶液A中，室温下搅拌反应12h； 4)离心分离出沉淀，用去离子水超声洗涤沉淀2次，再用无水乙醇洗涤2次； 5)将固体沉淀放入真空干燥箱中80°C干燥12h，研磨后得到氢氧化锌粉末； 6)将1g氢氧化锌粉末、1g钛胶、0.2g钼酸铵依次放入球磨机中混合均匀，研磨3分钟，然后在600°C马弗炉中焙烧2小时，再用玛瑙研钵研磨10分钟，即得所述本03/2110/1102固体酸催化剂。以乙醇与乙酸的酯化反应为例，在150mL的三颈烧瓶中加入物质的量的3:1的乙醇和乙酸，然后加入所得1003/2110/1102固体酸催化剂，催化剂用量为反应物总质量的5%，用带磁力搅拌的电加热套将烧瓶加热至90°C，开动磁力搅拌，反应4h后测定转化率达90%。 以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，凡依据本专利技术的申请范围所作的均等变化和修改均应属于本专利技术的覆盖范围。
【自主项目】1.一种Mo03/Zn0/Ti02固体酸催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将分散剂5-10ml、去离子水40-60ml、硝酸锌六水合物2.5-3.5g搅拌形成溶液A，室温下搅拌12h；2)将氢氧化钠0.7-1.3g溶于50ml去离子水中，形成溶液B；3)将溶液B滴加到溶液A中，室温下搅拌反应12h；4)将沉淀离心分离，将所得沉淀用去离子水超声洗涤2次，再用无水乙醇洗涤2次；5)将所得固体沉淀在80℃下干燥12h，研磨后得到氢氧化锌粉末； 6)将1g氢氧化锌粉末、1g钛凝胶、0.2g钼酸铵混合，研磨3分钟，然后在600℃下焙烧2小时，研磨10分钟，得到1003/2110/1102固体酸催化剂。2.根据权利要求1所述的MoO3/ZnO/TiO2固体酸催化剂的制备方法，其中分散剂为乙二醇和甘油中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的MoO3/ZnO/TiO2固体酸催化剂的制备方法，其中分散剂为乙二醇和甘油中的一种或两种。
【技术保护要点】
一种 MoO3/ZnO/TiO2 固体酸催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)将分散剂 5-10ml、去离子水 40-60ml、六水硝酸锌 2.5-3.5g 搅拌形成溶液 A，室温下搅拌 12h；2)将氢氧化钠 0.7-1.3g 溶于 50ml 去离子水中，形成溶液 B；3)将溶液 B 滴加到溶液 A 中，室温下搅拌反应 12h；4)将沉淀离心分离，将所得沉淀用去离子水超声洗涤 2 次，再用无水乙醇洗涤 2 次；5)将所得固体沉淀在 80°C 下干燥 12h，研磨后得到氢氧化锌粉末； 6)将1g氢氧化锌粉末、1g钛凝胶和0.2g钼酸铵混合，研磨3分钟，然后在600℃下焙烧2小时，再研磨10分钟，得到MoO3/ZnO/TiO2固体酸催化剂。
【技术特点概要】
【专利技术属性】
技术研发人员：牛宇、李富英、王仁章、
申请人（专利权人）：三明学院
类型：发明
国家省份: 福建; 35
下载所有详细技术信息 我是该专利的所有者