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专利号: 2019102145436
申请人: 曲阜师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于合成四氢呋喃的催化剂制备方法,其特征在于,通过氯化胆碱在膨润土片层间插接,改善膨润土层间结构,利于氯化锌与膨润土的结合,并通过原位形成低共熔离子液体,使氯化锌能够高分散稳定地固载化。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,制备步骤如下:

1)载体处理:膨润土原土经除杂提纯后,进行钠化改性,得到阳离子交换容量大于

60mmol/100g的钠基膨润土,作为催化剂载体;

2)胆碱改性:将(10-100)mmol的氯化胆碱与1000mL水混合,完全溶解后,加入(100-

200)g步骤1)中所得钠基膨润土,加热搅拌反应3-24小时;抽滤,滤饼水洗,真空干燥,得改性膨润土。

3)负载活化:将无水氯化锌溶解,配置成(0.2-0.6)mol/L的溶液,取此溶液200mL,加入(50-100)g步骤2)所得的氯化胆碱处理后的改性膨润土,冷却搅拌反应3-15小时,过滤得粉末状固体;然后,将粉末状固体在氮气气氛烘干,再升温到200-260℃处理3h,冷却至室温,得催化剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在步骤3)中,氯化锌与氯化胆碱的摩尔比为(1-20):1,更优选为(2-5):1。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,在步骤1)中,膨润土钠化改性步骤包括:取一定量的提纯膨润土加入去离子水中,使其固液质量比为1:10,然后加入膨润土质量

5%的碳酸钠,在90℃的恒温水浴中连续搅拌反应2小时,再经抽滤得到滤饼,干燥研磨,经过钠化改性后所得的钠基膨润土的阳离子交换容量更优选为100mmol/100g以上。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在步骤2)中加热搅拌反应温度为30-

60℃。

6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,滤饼真空干燥温度为40-105℃,时间为12-36h。

7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在步骤3)中冷却搅拌反应温度为(3-

5)℃,溶解无水氯化锌的溶剂是甲醇、乙醇、甘油、丙酮和乙醚中的至少一种,优选为乙醚。

8.一种采用如权利要求1-7中任一项所述制备方法所得的催化剂,其特征在于,氯化胆碱和氯化锌相结合形成低共熔离子液体,并使阴阳离子稳定地存在于膨润土层间。

9.一种采用如权利要求1-7中任一项所述制备方法所得催化剂或如权利要求8所述催化剂在制备四氢呋喃的催化合成反应中的应用,其特征在于,反应工艺步骤包括:采用固定床反应器进行反应,装填催化剂床层后,先通入氮气,并将床层温度升至150℃,保持1小时;

然后将床层温度升至(200-300)℃,开始通入反应原料1,4-丁二醇水溶液,经预热器完全汽化后随氮气进入催化剂床层;其中1,4-丁二醇与水的体积比为(1-5):1,表压反应压力为-1(0-0.5)MPa,1,4-丁二醇的质量空速为(20-100)h 。