CN113773195A - 一种水杨酸异戊酯的制备方法 - Google Patents

一种水杨酸异戊酯的制备方法 Download PDF

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张静
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Abstract

本发明提供一种制备水杨酸异戊酯的方法。所述方法为水杨酸和异戊醇在SO4 2‑/TiO2‑SiO2超强酸催化剂催化下合成得到水杨酸异戊酯。本发明所用的催化剂在制备过程中,通过加入异丙醇有效调节了Ti盐前体异丙醇钛的水解速率,实现Ti金属在SiO2上的高度分散,提高Ti金属的利用率,此外相比于常规超强酸催化剂,SiO2的掺入既增加了催化剂的B酸位,进一步提高催化剂酸性,又提高了催化剂的稳定性,从而延长其使用寿命。该法所用催化剂可通过过滤即可分离并重复利用,解决了普通有机酸催化剂使用后产生大量废酸和固废的问题,大大降低了三废处理成本。

Description

一种水杨酸异戊酯的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成领域,具体涉及一种水杨酸异戊酯的制备方法。
背景技术
水杨酸异戊酯又名柳酸异戊酯,是重要的水杨酸酯类之一,是调合三叶草香精的主剂,在调制香精时用作调合剂与定香剂,能与橡苔浸膏、香紫苏油、香叶醇等很好调合,结构如下:
Figure BDA0003265503090000011
水杨酸异戊酯的经典合成方法是将水杨酸和异戊醇在浓硫酸或者硫酸氢钠存在下加热制得,这种方法的缺点是硫酸和硫酸氢钠的强腐蚀性缩短了设备的寿命,酸性废液会污染环境。硫酸催化虽然活性较高,但选择性差,反应混合物中存在醚、硫酸酯等副产物,后处理比较麻烦,生产成本高,使它的发展受到一定制约。
王忠华曾(王忠华,水杨酸异戊酯的合成,乙醛醋酸化工,2018,08:08-18.)报道了SO4 2-/TiO2固体酸催化剂应用于水杨酸异戊酯的合成,相比常规催化剂,该催化剂的催化性能更好,催化剂用量更少,且产品收率达到94.6%。夏金虹等人(夏金虹等,SO4 2-/TiO2-MxOy固体超强酸的制备及其催化合成水杨酸异戊酯性能,工业催化,2010,18(03):72-76)报道了多种负载双金属的SO4 2-/TiO2-MxOy固体酸催化剂,可以用于高效合成水杨酸异戊酯,但该类固体酸催化剂均是通过有机或无机金属盐直接水解制备,既无模板剂对催化剂进行造孔,又无相应的金属盐水解调节剂,由此类方法制备的催化剂孔道较少,金属组分分布不均一,导致金属利用率差,此外全金属组分的催化剂在浸渍硫酸时容易进一步导致催化剂孔道的塌陷,减少催化剂孔道,从而降低催化剂活性,同时也缩短催化剂寿命。
Figure BDA0003265503090000021
综上所述,需要开发一种具有更高催化活性的水杨酸酯化催化剂,提高反应收率并增强催化剂寿命,并且避免废酸等污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种水杨酸异戊酯的制备方法。该方法采用具有丰富介孔孔道和高效催化酯化功能的SO4 2-/TiO2-SiO2固体超强酸非均相催化剂,催化水杨酸和异戊醇酯化制备水杨酸异戊酯。本发明所用的催化剂以活性炭为硬模板,制备的催化剂具有丰富的介孔孔道结构,显著增加了金属活性位数量,提高了金属组分的利用率,在Ti盐水解过程中加入异戊醇有效的抑制了其在酸性条件下的不可控水解,从而提高Ti金属与Si源的可控水解,提高了Ti金属的分散度,且掺入SiO2既补充了催化剂的B酸酸性中心,又可增加催化剂的稳定性,延长催化剂的使用寿命。
本发明方法具有工艺条件温和、反应时间短、催化剂易于回收利用、产品收率高等优点。在最优条件下,通过该方法,水杨酸和异戊醇制备水杨酸异戊酯的反应转化率可以达到99.2%,反应温度降至100℃,且反应时间缩短至2h,最终产品收率达到99%以上。
为达到以上发明目的,本发明提供的技术方案如下:
一种水杨酸异戊酯的制备方法,所述方法中水杨酸和异戊醇在SO4 2-/TiO2-SiO2超强酸催化剂催化下,酯化生成水杨酸异戊酯。
本发明中,所述SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂以纳米活性炭硬模板、异丙醇钛、有机硅源和Ti盐水解抑制剂为原料制备得到;优选地,所述Ti盐水解抑制剂为异丙醇。以纳米活性炭为硬模板,且在催化剂合成过程中加入异丙醇实现对异丙醇钛的水解速率调控,可以实现Ti金属在SiO2上的高度分散。
本发明中,所述方法的步骤为:水杨酸、异戊醇和SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂升温反应,加入分水剂分水,反应结束后洗涤至中性,减压蒸馏收集150-153℃/2KPa的馏分得到水杨酸异戊酯。
本发明中,所述异戊醇与水杨酸的摩尔比为(1.0-4.0):1,优选为(1.5-2.0):1。
本发明中,所述SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂的用量为水杨酸质量的0.5-3.0wt%,优选为1.0-1.5wt%。
本发明中,所述分水剂优选环己烷,其用量为水杨酸质量的2-5wt%,优先3-4wt%。
本发明中,所述反应温度为100-130℃,优选105-110℃;反应时间为1-6h,优选为2-3h;压力为常压。
本发明中,采用饱和碳酸钠溶液和蒸馏水洗涤。
本发明的另一目的在于提供一种SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂的制备方法。
一种SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂的制备方法,所述催化剂为上述水杨酸异戊酯的制备方法中使用的催化剂,所述催化剂制备方法包含以下步骤:
S1:将纳米活性炭置于水中,加入H2SO4调节体系pH值为酸性,加入异丙醇钛、有机硅,加入异丙醇,钛源和硅源水解沉淀,过滤沉淀得到催化剂前体;
S2:N2焙烧炉中焙烧催化剂前体,硫酸溶液浸渍后,空气焙烧炉中焙烧得到目标催化剂。
本发明中,S1中所述活性炭水溶液浓度为0.02-0.08wt%,优选为0.04-0.06wt%;
本发明中,所述S1体系的pH值为2-6,优选3-4。
本发明中,所述S1中异丙醇钛加入质量(以TiO2计)为活性炭质量的10-50倍,优选20-40倍,更优选为25-30倍。
本发明中,S1所述有机硅源为正硅酸甲酯和/或正硅酸乙酯,优选正硅酸乙酯;优选地,所述S1有机硅加入质量(以SiO2计)为钛加入质量(以TiO2计)的20-80wt%,优选30-60wt%,更优选为40-50wt%。
本发明中,S1所述异丙醇加入量为异丙醇钛加入质量(以TiO2计)的10-20wt%,优选12-15wt%。
本发明中,S1所述水解温度为30-70℃,优选为40-60℃,更优选为45-50℃;反应时间为3-10h,优选为5-7h。
本发明中,所述S2中硫酸溶液的浓度为0.5-1.0mol/L,优选0.5-0.7mol/L,浸渍时间为1-3h,优选1.5-2.0h;浸渍的液固比为10-15mL/g,优选12-13mL/g。
本发明中,S2所述氮气焙烧的温度为350-550℃,优选为400-450℃,时间为3-6h,优选为4-5h。
本发明中,S2所述空气焙烧的温度为500-700℃,优选为550-600℃,时间为4-8h,优选为5-6h。
本发明的又一目的在于提供一种水杨酸异戊酯。
一种水杨酸异戊酯,所述水杨酸异戊酯采用上述制备水杨酸异戊酯的方法制备,或采用上述催化剂制备方法所获得的催化剂催化制备。
本发明所用的SO4 2-/TiO2-SiO2介孔超强酸催化剂以活性炭为硬模板,制备的催化剂具有丰富的介孔孔道结构,显著增加了金属活性位数量,提高了金属组分的利用率。另外,通常来讲有机硅盐的水解需要在酸性环境中进行以提高其水解速率,但在本发明方法中如果异丙醇钛处在酸性环境中会快速水解,而异丙醇钛的不可控水解容易导致Ti组分的聚集,难以与SiO2实现均匀的分散,从而降低Ti的利用率,发明人发现当在异丙醇钛水解过程(含异戊醇结构的Ti盐)中加入异戊醇可以有效的抑制其在酸性条件下的不可控水解,从而协调好Ti金属与SiO2的相互作用,实现Ti和Si的均匀分散,提高了Ti金属的分散度,且掺入SiO2既补充了催化剂的B酸酸性中心,又可增加催化剂的稳定性,延长催化剂的使用寿命。此外,本发明中制备的催化剂前体在浸渍硫酸前需要先在氮气焙烧炉中进行焙烧,目的是为了保护硬模板活性炭,因为活性炭的存在,一方面是可以再在载体前体焙烧过程中仍可以起到支撑载体孔道的作用,避免高温烧结造成孔道的塌陷,另一方面硬模板活性炭也可以在后续的硫酸浸渍过程中大大减弱酸蚀对介孔孔道结构的破坏。
本发明的积极效果在于:
在最优条件下,通过该方法,水杨酸和异戊醇制备水杨酸异戊酯的反应转化率可以达到99.2%,反应温度降至100℃,且反应时间缩短至2h,最终产品收率达到99%以上。反应条件更加温和,反应效率更高,且催化剂可直接回收利用,更加绿色环保。
具体实施方法
以下实施例并非用来限定本发明的实施范围,如果不脱离本发明的精神和范围,对本发明进行修改或者等同替换,均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。
实施例中所用原料均为本领域常规原料,所用的纯度规格为分析纯或化学纯;原料来源信息:
纳米活性炭、异丙醇钛、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯,水杨酸、异戊醇、硫酸、异丙醇、碳酸钠、环己烷、Fe(NO3)3均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
采用如下的测试方法:
水杨酸异戊酯通过GC-9800色谱仪分析,色谱条件为:初始温度100℃,保持2min,以10℃/min的速率程序升温至300℃,保留5min;气化室温度300℃,检测室温度300℃;FID检测;进样量0.2微升。
实施例1
1)制备SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂:
向500g去离子水中加入0.25g的纳米活性炭(0.05wt%),加入硫酸调节pH至3,加入26.68g(30倍活性炭质量)异丙醇钛(以TiO2计),加入10.4g正硅酸乙酯(以SiO2计),加入量为钛质量(以TiO2计)的40wt%,同时加入1.13g异丙醇,加入量为钛质量(以TiO2计)的15wt%,将温度调至45℃,水解反应进行7h;然后将上述水解反应得到的沉淀过滤得到催化剂前体,置于N2焙烧炉中进行焙烧,焙烧条件为400℃、时间为5h;然后取10g焙烧产物置于120mL的0.5mol/L硫酸中浸渍1.5h(固液比为12mL硫酸/1g固体)。最后将浸渍的固体过滤、洗涤后置于空气焙烧炉中进行焙烧,焙烧条件为600℃,时间为6h,即可得到具有介孔结构的SO4 2-/TiO2-SiO2固体超强酸催化剂。
2)制备水杨酸异戊酯:
向反应器中加入2000g异戊醇和2089.2g水杨酸,加入31.3gSO4 2-/TiO2-SiO2催化剂,并加入62.7g环己烷,将反应温度升至105℃,回流反应2h,向反应产物中加入饱和碳酸钠溶液和蒸馏水洗涤,至溶液变为中性,将有机相置于减压蒸馏装置中进行减压蒸馏,收集150-153℃/2KPa的馏分即得水杨酸异戊酯,转化率99.2%,收率99.1%。
3)催化剂评价
多次套用,对反应产物以及精馏所得产品分析后计算所得的转化率和收率数据如下:
催化剂套用次数 反应转化率/% 产品收率/%
10 99.0 98.9
30 98.9 98.8
50 98.6 98.5
从上表中可以看出,催化剂经过多次套用后,其仍具有较优的催化性能。
实施例2
1)制备SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂:
向500g去离子水中加入0.10g的纳米活性炭(0.02wt%),加入硫酸调节pH至2,加入3.55g(10倍活性炭质量)异丙醇钛(以TiO2计),加入0.51g正硅酸甲酯(以SiO2计),加入量为钛质量(以TiO2计)的20wt%,同时加入0.1g异丙醇,加入量为钛质量(以TiO2计)的10wt%,将温度调至30℃,水解反应进行3h;然后将上述水解反应得到的沉淀过滤得到催化剂前体,置于N2焙烧炉中进行焙烧,焙烧条件为350℃、时间为3h;然后取10g焙烧产物置于100mL的1.0mol/L硫酸中浸渍1.0h(固液比为10mL硫酸/1g固体)。最后将浸渍的固体过滤、洗涤后置于空气焙烧炉中进行焙烧,焙烧条件为500℃,时间为8h,即可得到具有介孔结构的SO4 2-/TiO2-SiO2固体超强酸催化剂。
2)制备水杨酸异戊酯:
向反应器中加入2000g异戊醇和3133.7g水杨酸,然后加入15.7gSO4 2-/TiO2-SiO2催化剂,并加入62.7g环己烷,将反应温度升至100℃,回流反应1h,反应后向反应产物中加入饱和碳酸钠溶液和蒸馏水进行洗涤,直至溶液变为中性,最后将有机相置于减压蒸馏装置中进行减压蒸馏,收集150-153℃/2KPa的馏分即得水杨酸异戊酯。对反应产物以及精馏所得产品分析后计算所得的转化率为91.6%和产品收率91.5%。
实施例3
1)制备SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂:
向500g去离子水中加入0.3g的纳米活性炭(0.06wt%),加入硫酸调节pH至6,加入21.34g(20倍活性炭质量)异丙醇钛(以TiO2计),加入6.2g正硅酸乙酯(以SiO2计),加入量为钛质量(以TiO2计)的30wt%,同时加入0.78g异丙醇,加入量为钛质量(以TiO2计)的13wt%,将温度调至70℃,水解反应进行5h;然后将上述水解反应得到的沉淀过滤得到催化剂前体,置于N2焙烧炉中进行焙烧,焙烧条件为550℃、时间为4h;然后取10g焙烧产物置于130mL的0.9mol/L硫酸中浸渍2.0h(固液比为13mL硫酸/1g固体)。最后将浸渍的固体过滤、洗涤后置于空气焙烧炉中进行焙烧,焙烧条件为550℃,时间为4h,即可得到具有介孔结构的SO4 2-/TiO2-SiO2固体超强酸催化剂。
2)制备水杨酸异戊酯:
向反应器中加入2000g异戊醇和783.4g水杨酸,然后加入7.8gSO4 2-/TiO2-SiO2催化剂,并加入39.2g环己烷,将反应温度升至130℃,回流反应5h,反应后向反应产物中加入饱和碳酸钠溶液和蒸馏水进行洗涤,直至溶液变为中性,最后将有机相置于减压蒸馏装置中进行减压蒸馏,收集150-153℃/2KPa的馏分即得水杨酸异戊酯。对反应产物以及精馏所得产品分析后计算所得的转化率为93.2%和产品收率93.1%。
实施例4
1)制备SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂:
向500g去离子水中加入0.4g的纳米活性炭(0.08wt%),加入硫酸调节pH至5,加入71.14g(50倍活性炭质量)异丙醇钛(以TiO2计),加入30.4g正硅酸乙酯(以SiO2计),加入量为钛质量(以TiO2计)的60wt%,同时加入3.4g异丙醇,加入量为钛质量(以TiO2计)的17wt%,将温度调至40℃,水解反应进行10h;然后将上述水解反应得到的沉淀过滤得到催化剂前体,置于N2焙烧炉中进行焙烧,焙烧条件为450℃、时间为6h;然后取10g焙烧产物置于150mL的0.7mol/L硫酸中浸渍2.5h(固液比为15mL硫酸/1g固体)。最后将浸渍的固体过滤、洗涤后置于空气焙烧炉中进行焙烧,焙烧条件为700℃,时间为5h,即可得到具有介孔结构的SO4 2-/TiO2-SiO2固体超强酸催化剂。
2)制备水杨酸异戊酯:
向反应器中加入2000g异戊醇和1044.6g水杨酸,然后加入20.8gSO4 2-/TiO2-SiO2催化剂,并加入31.3g环己烷,将反应温度升至105℃,回流反应3h,反应后向反应产物中加入饱和碳酸钠溶液和蒸馏水进行洗涤,直至溶液变为中性,最后将有机相置于减压蒸馏装置中进行减压蒸馏,收集150-153℃/2KPa的馏分即得水杨酸异戊酯。对反应产物以及精馏所得产品分析后计算所得的转化率为95.2%和产品收率95.1%。
实施例5
1)制备SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂:
向500g去离子水中加入0.15g的纳米活性炭(0.03wt%),加入硫酸调节pH至4,加入21.34g(40倍活性炭质量)异丙醇钛(以TiO2计),加入16.6g正硅酸乙酯(以SiO2计),加入量为钛质量(以TiO2计)的80wt%,同时加入1.2g异丙醇,加入量为钛质量(以TiO2计)的20wt%,将温度调至60℃,水解反应进行8h;然后将上述水解反应得到的沉淀过滤得到催化剂前体,置于N2焙烧炉中进行焙烧,焙烧条件为500℃、时间为5h;然后取10g焙烧产物置于100mL的0.8mol/L硫酸中浸渍2.0h(固液比为10mL硫酸/1g固体)。最后将浸渍的固体过滤、洗涤后置于空气焙烧炉中进行焙烧,焙烧条件为600℃,时间为7h,即可得到具有介孔结构的SO4 2-/TiO2-SiO2固体超强酸催化剂。
2)制备水杨酸异戊酯:
向反应器中加入2000g异戊醇和1566.9g水杨酸,然后加入47.0gSO4 2-/TiO2-SiO2催化剂,并加入62.7g环己烷,将反应温度升至110℃,回流反应6h,反应后向反应产物中加入饱和碳酸钠溶液和蒸馏水进行洗涤,直至溶液变为中性,最后将有机相置于减压蒸馏装置中进行减压蒸馏,收集150-153℃/2KPa的馏分即得水杨酸异戊酯。对反应产物以及精馏所得产品分析后计算所得的转化率为94.7%和产品收率94.6%。
实施例6
1)制备SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂:
向500g去离子水中加入0.10g的纳米活性炭(0.02wt%),加入硫酸调节pH至5,加入8.89g(25倍活性炭质量)异丙醇钛(以TiO2计),加入4.43g正硅酸乙酯(以SiO2计),加入量为钛质量(以TiO2计)的70wt%,同时加入0.38g异丙醇,加入量为钛质量(以TiO2计)的15wt%,将温度调至55℃,水解反应进行4h;然后将上述水解反应得到的沉淀过滤得到催化剂前体,置于N2焙烧炉中进行焙烧,焙烧条件为420℃、时间为3h;然后取10g焙烧产物置于130mL的0.6mol/L硫酸中浸渍3.0h(固液比为13mL硫酸/1g固体)。最后将浸渍的固体过滤、洗涤后置于空气焙烧炉中进行焙烧,焙烧条件为650℃,时间为6h,即可得到具有介孔结构的SO4 2-/TiO2-SiO2固体超强酸催化剂。
2)制备水杨酸异戊酯:
向反应器中加入2000g异戊醇和1253.5g水杨酸,然后加入31.3gSO4 2-/TiO2-SiO2催化剂,并加入25.07g环己烷,将反应温度升至120℃,回流反应4h,反应后向反应产物中加入饱和碳酸钠溶液和蒸馏水进行洗涤,直至溶液变为中性,最后将有机相置于减压蒸馏装置中进行减压蒸馏,收集150-153℃/2KPa的馏分即得水杨酸异戊酯。对反应产物以及精馏所得产品分析后计算所得的转化率为95.0%和产品收率94.9%。
对比例1
与实施例1对比,区别仅在于将实施例1的SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂换为等量的SO4 2-/TiO2-Fe2O3催化剂。
SO4 2-/TiO2-Fe2O3催化剂的合成按照夏金虹等人报道的文献合成(夏金虹等.SO4 2-/TiO2-MxOy固体超强酸的制备及其催化合成水杨酸异戊酯性能.工业催化,2010,18(03):72-76),具体操作步骤为:将8.0g的Fe(NO3)3溶于蒸馏水,加入浓氨水,调节pH至9~10,得红褐色Fe(OH3)·H2O沉淀液,同时将1.2g的Ti(SO4)2溶液在搅拌下滴加到沉淀液中,放置24h,抽滤,洗涤沉淀至中性。100℃烘干24h,磨成60目以下的粉末,将其倒入0.25mol/L的硫酸中,浸泡4h,每隔0.5h搅拌一次。抽滤,将沉淀物110℃烘干24h,马弗炉焙烧4h,焙烧温度500℃,制得复合型固体超强酸SO4 2-/TiO2-Fe2O3催化剂。
按照实施例1加入上述等质量催化剂进行反应,对反应产物以及精馏所得产品分析后计算所得的转化率为74.5%和产品收率74.4%。
对比例2
与实施例1对比,区别仅在于将实施例1制备SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂过程中,不加入活性模板剂,对反应产物以及精馏所得产品分析后计算所得的转化率为89.8%和产品收率89.7%。
对比例3
与实施例1对比,区别仅在于将实施例1制备SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂过程中不加入水解调节剂异丙醇,对反应产物以及精馏所得产品分析后计算所得的转化率为85.3%和产品收率85.2%。
从上述实施例和对比例的比较可以知,本发明方案的反应条件更加温和,反应效率更高,且催化剂可直接回收利用,更加绿色环保。

Claims (8)

1.一种水杨酸异戊酯的制备方法,其特征在于,所述方法中水杨酸和异戊醇在SO4 2-/TiO2-SiO2超强酸催化剂催化下,酯化生成水杨酸异戊酯。
2.根据权利要求1所述水杨酸异戊酯制备方法,其特征在于,所述SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂以纳米活性炭硬模板、异丙醇钛、有机硅源和Ti盐水解抑制剂为原料制备得到;
优选地,所述Ti盐水解抑制剂为异丙醇。
3.根据权利要求1或2所述水杨酸异戊酯制备方法,其特征在于,所述方法的步骤为:水杨酸、异戊醇和SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂升温反应,加入分水剂分水,反应结束后洗涤至中性,减压蒸馏收集150-153℃/2KPa的馏分得到水杨酸异戊酯。
4.根据权利要求3所述水杨酸异戊酯制备方法,其特征在于,所述异戊醇与水杨酸的摩尔比为(1.0-4.0):1,优选为(1.5-2.0):1;
和/或,所述SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂的用量为水杨酸质量的0.5-3.0wt%,优选为1.0-1.5wt%;
和/或,所述分水剂优选环己烷,其用量为水杨酸质量的2-5wt%,优先3-4wt%;
和/或,所述反应温度为100-130℃,优选105-110℃;反应时间为1-6h,优选为2-3h;压力为常压;
和/或,采用饱和碳酸钠溶液和蒸馏水洗涤。
5.一种SO4 2-/TiO2-SiO2催化剂的制备方法,所述催化剂为权利要求1-4中任一项所述水杨酸异戊酯的制备方法中使用的催化剂,其特征在于,所述催化剂制备方法包含以下步骤:
S1:将纳米活性炭置于水中,加入H2SO4调节体系pH值为酸性,加入异丙醇钛、有机硅,加入异丙醇,异丙醇钛和硅源水解沉淀,过滤沉淀得到催化剂前体;
S2:N2焙烧炉中焙烧催化剂前体,硫酸溶液浸渍后,空气焙烧炉中焙烧得到目标催化剂。
6.根据权利要求5所述的催化剂制备方法,其特征在于,S1中所述活性炭水溶液浓度为0.02-0.08wt%,优选为0.04-0.06wt%;
和/或,所述S1体系的pH值为2-6,优选3-4;
优选地,所述S1中异丙醇钛加入质量(以TiO2计)为活性炭质量的10-50倍,优选20-40倍,更优选为25-30倍;
和/或,S1所述有机硅源为正硅酸甲酯和/或正硅酸乙酯,优选正硅酸乙酯;
优选地,所述S1有机硅加入质量(以SiO2计)为钛加入质量(以TiO2计)的20-80wt%,优选30-60wt%,更优选为40-50wt%;
和/或,S1所述异丙醇加入量为异丙醇钛加入质量(以TiO2计)的10-20wt%,优选12-15wt%;
和/或,S1所述水解温度为30-70℃,优选为40-60℃,更优选为45-50℃;反应时间为3-10h,优选为5-7h。
7.根据权利要求5所述的催化剂制备方法,其特征在于,所述S2中硫酸溶液的浓度为0.5-1.0mol/L,优选0.5-0.7mol/L,浸渍时间为1-3h,优选1.5-2.0h;浸渍的液固比为10-15mL/g,优选12-13mL/g;
和/或,S2所述氮气焙烧的温度为350-550℃,优选为400-450℃,时间为3-6h,优选为4-5h;
和/或,S2所述空气焙烧的温度为500-700℃,优选为550-600℃,时间为4-8h,优选为5-6h。
8.一种水杨酸异戊酯,所述水杨酸异戊酯采用权利要求1-4中任一项所述制备水杨酸异戊酯的方法制备,或采用权利要求5-7中任一项所述催化剂制备方法所获得的催化剂催化制备。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101139288A (zh) * 2006-09-07 2008-03-12 黑龙江大学 复合型固体超强酸催化制备亚油酸乙酯的方法
CN101703940A (zh) * 2009-11-09 2010-05-12 中国海洋石油总公司 一种酯化反应固体酸催化剂的制法
CN105727957A (zh) * 2014-12-09 2016-07-06 中国科学院大连化学物理研究所 一种负载型铁镍磷化物催化剂材料及其应用
CN106000426A (zh) * 2016-05-31 2016-10-12 河南工业大学 一种硫酸负载型催化剂制备方法
CN107570133A (zh) * 2017-10-18 2018-01-12 湘潭大学 一种球形介孔固体酸碱双功能催化剂及其制备方法与应用
CN112547045A (zh) * 2020-11-23 2021-03-26 安徽元琛环保科技股份有限公司 一种多孔二氧化钛作为载体的光催化脱硝催化剂的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101139288A (zh) * 2006-09-07 2008-03-12 黑龙江大学 复合型固体超强酸催化制备亚油酸乙酯的方法
CN101703940A (zh) * 2009-11-09 2010-05-12 中国海洋石油总公司 一种酯化反应固体酸催化剂的制法
CN105727957A (zh) * 2014-12-09 2016-07-06 中国科学院大连化学物理研究所 一种负载型铁镍磷化物催化剂材料及其应用
CN106000426A (zh) * 2016-05-31 2016-10-12 河南工业大学 一种硫酸负载型催化剂制备方法
CN107570133A (zh) * 2017-10-18 2018-01-12 湘潭大学 一种球形介孔固体酸碱双功能催化剂及其制备方法与应用
CN112547045A (zh) * 2020-11-23 2021-03-26 安徽元琛环保科技股份有限公司 一种多孔二氧化钛作为载体的光催化脱硝催化剂的制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TINGSHUN JIANG等: "《Preparation of mesoporous titania solid superacid and its catalytic property》", 《JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS》 *
李明慧等: "《固体超强酸SO42-/TiO2-Al2O3催化合成水杨酸异戊酯》", 《大连轻工业学院学报》 *
金华峰: "《SO42-/TiO2-Al2O3复合固体超强酸催化合成柳酸异戊酯的研究》", 《化学试剂》 *
金振兴等: "《固载杂多酸催化剂PW12/SiO2复相催化酯化合成水杨酸异戊酯》", 《日用化学工业》 *

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