SnO_2(II)/MgAl_LDO solid base with hydrotalcite structure was synthesized by Rehydration combined with hydrotalcite-induced hydrolysis and heat treatment. The solid base SnO_2(II)/MgAl_LDO was synthesized to catalycatalyze the condcondensation reaction of 5 hydroxymethyl furfurfurfural and acetone to synthesize aviation fuel intermediate (E)4(5 hydroxymethyl 2 furfurfuryl)3 butene 2 ketone, in 5 hydroxymfurfurfurfural, acetone, acetone, SnO_2(II)/SnO O(II)/MgAl(II)/MgAl/LDO solid base Quality of 4.6:0.1 The yield of the product was 98.76% and the by-product yield of acetone self-condensation was less than 1% when the ratio, reaction temperature was 100 C and reaction time was 2 hours. Tin chloride was used as tin source. The preparation cost was low, the catalytic activity was high, the stability was good, and the product could be reused.
【技术实现步骤摘要】
一种SnO2/MgAl-LDO固体碱及其制备方法与应用
本专利技术属精细化工领域，涉及制备一种层状固体碱SnO2/MgAl-LDO催化5-羟甲基糠醛合成航空燃油中间体(E)-4-(5-羟甲基-2-呋喃基)-3-丁烯-2-酮(以下简称HAC)的方法。
技术介绍
生物质能源属可再生碳能源，它直接或间接来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料。生物质转化可通过生物、热解、酶或化学途径进行，其中化学方法的原料来源广泛灵活，其途径涉及直接以粮农作物淀粉糖类和甘油三酯转化为生物乙醇或生物柴油。以茎叶、农作物秸秆、林业剩余物等纤维素为主要原料转化，不但能扩大生物燃料的作物种类，更是废物利用且有利于环保。木质纤维素和半纤维素首先水解生成糖（葡萄糖、木糖、果糖等），再在酸性催化下脱水生成C5(糠醛)和C6(5-羟甲基糠醛)，然而生成的这些醛通过直接加氢方式获得烷烃辛烷值低。为满足内燃机燃烧需要获得大分子的液体燃料，在酸或碱催化下通过羟醛缩合反应构筑C-C键增长碳链的大分子液态燃料成为最佳选择。在酸或碱催化不同摩尔比的5-羟甲基糠醛和丙酮可获得C9和C15液态烷烃...
【技术保护点】
1.一种SnO2(Ⅱ)/MgAl‑LDO固体碱，其特征是：（1）所述的SnO2(Ⅱ)/MgAl‑LDO固体碱中Mg、Al、Sn摩尔比2.5~3.5:1: 0.1~0.15；（2）所述的SnO2(Ⅱ)/MgAl‑LDO固体碱中，SnO2分散在形貌规整的六角片状镁铝水滑石层板上，曝露在水滑石层板上的SnO2纳米微晶为活性位点，在催化5‑羟甲基糠醛和丙酮羟醛缩合反应合成目标产物航空燃油中间体(E)‑4‑(5‑羟甲基‑2‑呋喃基)‑3‑丁烯‑2‑酮(以下简称HAC)中，能很好地激活丙酮失去α‑H形成亲核碳负离子中间体，再与另一分子5‑羟甲基糠醛上的羰基碳进行亲核加成反应，形成新的不...
【技术特征摘要】
1.一种SnO2(Ⅱ)/MgAl-LDO固体碱，其特征是：（1）所述的SnO2(Ⅱ)/MgAl-LDO固体碱中Mg、Al、Sn摩尔比2.5~3.5:1:0.1~0.15；（2）所述的SnO2(Ⅱ)/MgAl-LDO固体碱中，SnO2分散在形貌规整的六角片状镁铝水滑石层板上，曝露在水滑石层板上的SnO2纳米微晶为活性位点，在催化5-羟甲基糠醛和丙酮羟醛缩合反应合成目标产物航空燃油中间体(E)-4-(5-羟甲基-2-呋喃基)-3-丁烯-2-酮(以下简称HAC)中，能很好地激活丙酮失去α-H形成亲核碳负离子中间体，再与另一分子5-羟甲基糠醛上的羰基碳进行亲核加成反应，形成新的不饱和碳-碳键，得到含有活泼α-H的β-羟基酮，含有活泼α-H的β-羟基酮再失去一分子水形成更加稳定共轭双键结构的α、β不饱和酮即目标产物HAC，使得所述的SnO2(Ⅱ)/MgAl-LDO固体碱具有高的催化活性；（3）所述的SnO2(Ⅱ)/MgAl-LDO固体碱具有水滑石层状结构，粒径50~150nm、孔体积0.2~0.9cm3/g、比表面积30~130m2/g，碱度pKa=9~11.5、具有100~200℃、300~450℃、480~600℃三个不同温度区间的弱、中、强三种碱性位点，SnO2的氧空位和氧迁移能力使得所述的SnO2(Ⅱ)/MgAl-LDO固体碱催化剂有更多的低配位氧，使催化剂中、强碱浓度都有所增加，与单纯的镁铝水滑石相比，增加了比表面积及中、强碱性位点，在催化5-羟甲基糠醛和丙酮羟醛缩合反应合成目标产物HAC中，促进了丙酮上的α-H碳负离子中间体及β-羟基酮的形成，同时强碱性位点的存在更有利于中间体C9醇脱去1水分子水形成目标产物HAC，使得所述的SnO2(Ⅱ)/MgAl-LDO固体碱催化剂具有高的选择性。2.制备如权利要求1所述的SnO2(Ⅱ)/MgAl-LDO固体碱的方法，其特征是：不同于现有共沉淀即元素配比(Mg+Sn)/Al=2.8~3.2:1或Mg/(Sn+Al)=2.8~3.2:1制备锡同晶取代部分镁或铝制备SnMgAl-LDH的方法，而是结合水滑石诱导水解和热处理重新水合法，以SnCl2·2H2O为锡源、氨水为沉淀剂，在pH值10±0.5的盐-碱环境下，使得SnCl2·2H2O水解成的SnO2通过与水滑石表面含氧官能团-OH结合，从而更好地固定在镁铝水滑石载体层面上，再通过400~600℃焙烧得到所述的SnO2(Ⅱ)/MgAl-LDO，这样Al3+不是以Al2O3物相存在，而是Al3+部分占据MgO晶格中Mg2+位置，又没破坏MgO结构，没有形成MgAl尖晶石或MgO和MgAl2O4两相，制得具有水滑石结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：李勇飞，王亚茹，刘跃进，余荣栋，付林，唐红娟，潘浪胜，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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