无机固体硅基磺酸作为催化剂的用途制造技术

本发明专利技术公开了无机固体硅基磺酸作为催化剂的用途，以及公开了形状规则的无机固体硅基磺酸及其制备方法。上述无机固体硅基磺酸能够在采用硫酸作为催化剂的化学反应中替代硫酸作为催化剂，并且可以循环使用。并且可以循环使用。并且可以循环使用。

【技术实现步骤摘要】
无机固体硅基磺酸作为催化剂的用途


[0001]本专利技术涉及无机固体硅基磺酸作为催化剂的用途，以及形状规则的无机固体硅基磺酸及其制备方法。

技术介绍

[0002]现有技术公开了大量的无机固体硅磺酸作为化学反应中的催化剂，尤其，它们在用硫酸作为催化剂的有机合成反应中代替硫酸作为催化剂。
[0003]栾灵等人，“磺酸基功能化微球硅胶催化环氧大豆油合成”，精细石油化工，第32卷第4期，2015年7月，第18
‑
22页，公开了磺化的微球硅胶。
[0004]现有技术的文献已公开了硅胶磺酸用于酯化反应、醚化反应、加成反应(例如烯烃与醇的加成反应)、缩合反应、硝化反应、多组分反应、烯烃的氢胺化反应以及氧化反应中的用途。王艳，浙江工业大学硕士论文“硅胶磺酸催化的有机合成反应研究”，2012年4月，公开了硅胶磺酸在有机合成反应中的应用，所述反应类型包括多组分反应(multi
‑
component reaction)，硝化反应，氧化反应（例如醇的氧化反应），羰基的保护和脱保护，酯化反应或酯基交换反应，醚化反应，烷基化反应等。
[0005]Jingbin Wen等人，“Mesoporous silicon sulfonic acid as highly efficient and stable catalyst for the selective hydroamination of cyclohexene with cyclohexylamine to dicyclohexylamine in the vapor phase
ꢀ”
，Frontiers of Chemical Science and Engineering，2020
‑
11
‑
15，公开了介孔硅磺酸的制备方法以及作为催化剂的用途。
[0006]吴洁等人，“磺酸型硅基固体酸制备及应用的研究进展”，化工新材料，第47卷第7期， 2019年，251
‑
256页，公开了固体硅基磺酸在酯化、醚化、脱水等反应中的应用。
[0007]US3929972A公开了硅基硫酸的分子和纳米尺寸的分子团（颗粒）。
[0008]现有技术没有关注无机硅基磺酸颗粒的酸量和粒度的选择，以便适合于在特定反应中应用。

技术实现思路

[0009]本申请的专利技术人通过实验发现，具有特定的酸量范围的一种无机固体硅基磺酸能够理想地用于异构化反应(例如从环己酮肟的异构化得到己内酰胺的异构化反应)、烷基化反应（例如烯烃和链烷烃的烷基化反应，如2
‑
丁烯和异丁烷的烷基化反应；或酚类的烷基化）和催化裂化反应。
[0010]基于本专利技术的第一个方案，本专利技术提供一种具有0.8～2.5 mmol H
+
/g的酸量的微粒状无机固体硅基磺酸。优选，它的酸量为0.9～2.3 mmol H
+
/g，更优选1.0～2.2 mmol H
+
/g，更优选1.0～2.0 mmol H
+
/g，更优选1.1～1.8 mmol H
+
/g，例如1.2、1.3、1.4、1.5、1.6或1.7 mmol H
+
/g。
[0011]优选，具有特定的酸量范围并且还具有特定的粒度范围的一种无机固体硅基磺酸
能够理想地用于上述反应中。
[0012]因此，本专利技术提供一种具有0.8～2.5 mmol H
+
/g的酸量和60～350
ꢀµ
m的平均粒度的一种微粒状无机固体硅基磺酸。优选，它的酸量为0.9～2.3 mmol H
+
/g，更优选1.0～2.2 mmol H
+
/g，更优选1.0～2.0 mmol H
+
/g，更优选1.1～1.8 mmol H
+
/g，例如1.2、1.3、1.4、1.5、1.6或1.7 mmol H
+
/g。此外，它的平均粒度是在65
‑
340
ꢀµ
m范围，例如70、80、90、100、110、120、130、150、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320或330
ꢀµ
m。
[0013]本专利技术中所述的微粒状无机固体硅基磺酸是由二氧化硅颗粒(作为基材)和位于其表面上的偏硅酸和偏硅酸缩合物(例如一缩合物、二缩合物、三缩合物和四缩合物等)的单磺化和二磺化产物组成。这里所述的一缩合物、二缩合物、三缩合物和四缩合物分别是指偏硅酸的二聚体、三聚体、四聚体和五聚体。2个或更多个偏硅酸分子(例如3
‑
5个分子)通过脱水缩合而形成低聚物。这些缩合物的分子两端的OH基团中的一个或两个被磺化，形成了偏硅酸缩合物(例如一缩合物、二缩合物、三缩合物和四缩合物等)的单磺化或二磺化产物。
[0014]例如，偏硅酸的三聚体(二缩合物)的二磺化产物是。
[0015]此外，本专利技术还提供具有规则形状的以上所述的微粒状无机固体硅基磺酸，其中，颗粒的长度与直径之比或长度与宽度之比是1.5
‑
1 : 1，优选1.3
‑
1 : 1，优选1.2~1 : 1。更优选，以上所述的微粒状无机固体硅基磺酸中的二氧化硅颗粒(作为基材)具有规则的形状，其中颗粒的长度与直径之比或长度与宽度之比是1.5
‑
1 : 1，优选1.3
‑
1 : 1，优选1.2~1 : 1。更优选，二氧化硅颗粒(作为基材)具有球形，拟球形，椭球形和鹅卵石形中的一种或多种。
[0016]另外，本专利技术中所述的微粒状无机固体硅基磺酸是由除了二氧化硅颗粒以外的无机颗粒(作为基材)和位于其表面上的偏硅酸和偏硅酸缩合物(例如一缩合物、二缩合物、三缩合物和四缩合物等)的单磺化和二磺化产物组成。它的酸量如上所述。另外，它的粒度如上所述。除了二氧化硅颗粒以外的无机颗粒包括，但不限于：玻璃，分子筛，或陶瓷。其中颗粒的长度与直径之比或长度与宽度之比是1.5
‑
1 : 1，优选1.3
‑
1 : 1，优选1.2~1 : 1。更优选，玻璃，分子筛，或陶瓷的颗粒(作为基材)具有球形，拟球形，椭球形和鹅卵石形中的一种或多种。
[0017]对于本专利技术的微粒状无机固体硅基磺酸的酸量而言，该酸量是基于以化学键（即共价键）连接到硅氧基团(
‑
O
‑
Si(=O)
‑
O
‑
)上的磺酸基团。
[0018]基于本专利技术的第二个方案，本专利技术提供了上述无机固体硅基磺酸在使用硫酸作为催化剂的有机合成反应中代替硫酸作为催化剂的用途。
[0019]本申请的专利技术人通过实验出乎预料地发现，本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有0.8～2.5 mmol /g的酸量的微粒状无机固体硅基磺酸催化剂；优选，它的酸量为0.9～2.3 mmol/g，更优选1.0～2.2 mmol/g，更优选1.0～2.0 mmol/g，更优选1.1～1.8 mmol/g。2.根据权利要求1的微粒状无机固体硅基磺酸催化剂，它具有60～350
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m的平均粒度；优选，它的平均粒度是在65
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340
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m范围，例如70、80、90、100、110、120、130、150、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320或330
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m。3.根据权利要求1或2所述的催化剂，它是由作为基材的二氧化硅颗粒和位于其表面上的偏硅酸和偏硅酸缩合物的单磺化和二磺化产物组成。4.根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭琴，马国飞，
申请(专利权)人：马国飞，
类型：发明
国别省市：