阅读说明：本技术 含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料及其制备方法 (Solid strong acid composite material containing silicon dioxide hybrid material and preparation method thereof ) 是由 王浩霖 于 2019-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明属于固体强酸的技术领域,公开了含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料及其制备方法。该固体强酸复合材料具有酸性高,最有可能代替传统的强酸催化剂。该固体强酸复合材料pH<1,制作工艺简单,价格低廉,环保型固体强酸。(the invention belongs to the technical field of solid strong acid, and discloses a solid strong acid composite material containing a silicon dioxide hybrid material and a preparation method thereof. The solid strong acid composite material has high acidity and is most likely to replace the traditional strong acid catalyst. The solid strong acid composite material has the pH value of less than 1, simple preparation process, low cost and environment-friendly solid strong acid.)

含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉固体强酸的技术领域，特别涉及含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料及其制备方法。

背景技术

硫酸、磷酸等作为工业催化剂的强酸，存在着设备腐蚀严重、反应时间长、且有严重的污染等问题。固体强酸作为最有可能代替传统强酸工业催化剂的材料，是这几年的研究热点，主要是固体强酸容易回收，可重复利用，减少了后续处理步骤，节约了成本，具有环保价值高、价格低廉的优势。

固体强酸是代替传统硫酸、磷酸等工业催化剂的环保新型材料，多年前就已经作为热门领域被广大科研学者探索，但突破性进展很少。本发明通过溶胶凝胶法合成的固体酸、酸性强，含有二氧化硅杂化材料组成的复合材料，容易回收可重复利用，具有环保、价格低廉，可以代替传统的强酸工业催化剂。综上所述，我们提供的是一种新型的固体强酸复合材料，具有重要意义。

发明内容

为了解决现有技术中的传统工业强酸催化剂的污染问题，本发明提供了一种二氧化硅杂化复合固体酸材料。为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料，以磷酸盐和硅溶胶形成的溶胶凝胶载体，烘干、浸泡于硫酸、磷酸等酸溶液，形成固体强酸复合材料。

含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料具有强酸催化剂的优点，又克服了传统强酸不易回收，污染严重的问题，是一种很有希望的高效、易回收的新型环保固体强酸催化剂。传统强酸催化剂具有难回收，严重腐蚀设备、环境污染严重等问题，本发明采用二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料，竟还意外的发现，磷酸盐可以和硅溶胶形成溶胶凝胶，负载酸后，酸性非常强，固体强酸表面pH小于1，具有可以替代传统的强酸的功能，因为是固体，所以相对传统强酸容易回收，具有环保价值高，可重复利用，价格低廉等特点。

本发明还提供了含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）取硅溶胶，搅拌，加入磷酸盐，搅拌5-30分钟，形成溶胶凝胶，自然晾干，然后200摄氏度烘干得到载体；

（2）将烘干的载体浸泡于酸溶液，3小时之后取出200摄氏度烘干，得到复合固体强酸。

本发明采用二氧化硅和磷酸盐形成溶胶凝胶，烘干得到的复合载体，具有热稳定性强，然后通过浸泡于酸溶液，其与酸反应，形成一种酸性很强的复合固体酸，本方法操作简单，原料价格低廉，是最有可能代替传统强酸的材料。

具体实施方式

本发明公开了含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明当中。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

实施例1 含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料的制备方法

（1）取质量分数25%硅溶胶，搅拌，加入磷酸铵，搅拌5-30分钟，形成溶胶凝胶，自然晾干，然后200摄氏度烘干得到载体；

（2）将烘干的载体浸泡于酸溶液，3小时之后取出200摄氏度烘干，得到复合固体强酸。

用广泛pH试纸测试其固体表面酸性，pH试纸成紫色，说明其pH<1。

实施例2 含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料的制备方法

（1）取质量分数25%硅溶胶，搅拌，加入磷酸氢二铵，搅拌5-30分钟，形成溶胶凝胶，自然晾干，然后200摄氏度烘干得到载体；

（2）将烘干的载体浸泡于质量分数10%硫酸溶液，3小时之后取出200摄氏度烘干，得到复合固体强酸。

用广泛pH试纸测试其固体表面酸性，pH试纸成紫色，说明其pH<1。

实施例3 含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料的制备方法

（1）取质量分数25%硅溶胶，搅拌，加入磷酸氢一铵，搅拌5-30分钟，形成溶胶凝胶，自然晾干，然后200摄氏度烘干得到载体；

（2）将烘干的载体浸泡于质量分数10%硫酸溶液，3小时之后取出200摄氏度烘干，得到复合固体强酸。

用广泛pH试纸测试其固体表面酸性，pH试纸成紫色，说明其pH<1。

实施例4含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料的制备方法

（1）取质量分数25%硅溶胶，搅拌，加入磷酸铵，搅拌5-30分钟，形成溶胶凝胶，自然晾干，然后200摄氏度烘干得到载体；

（2）将烘干的载体浸泡于质量分数10%磷酸溶液，3小时之后取出200摄氏度烘干，得到复合固体强酸。

用广泛pH试纸测试其固体表面酸性，pH试纸成紫色，说明其pH<1。

实施例5含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料的制备方法

（1）取质量分数25%硅溶胶，搅拌，加入磷酸铵，搅拌5-30分钟，形成溶胶凝胶，自然晾干，然后200摄氏度烘干得到载体；

（2）将烘干的载体浸泡于质量分数10%盐酸溶液，3小时之后取出200摄氏度烘干，得到复合固体强酸。

用广泛pH试纸测试其固体表面酸性，pH试纸成紫色，说明其pH<1。

实施例6含有二氧化硅杂化材料的固体强酸复合材料的制备方法

（1）取质量分数25%硅溶胶，搅拌，加入磷酸铵，搅拌5-30分钟，形成溶胶凝胶，自然晾干，然后200摄氏度烘干得到载体；

（2）将烘干的载体浸泡于质量分数10%硝酸酸溶液，3小时之后取出200摄氏度烘干，得到复合固体强酸。

用广泛pH试纸测试其固体表面酸性，pH试纸成紫色，说明其pH<1。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。