[發明專利]一種磁性鍶鋯固體超強酸催化劑的制備方法

無效

• 申請號: 201210182649.0
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102698773A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 徐龍君;謝太平;劉成倫
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B01J27/02
• 分類號: B01J27/02;C07C69/14;C07C67/08;C01F11/18;C04B35/26
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1.一種磁性鍶鋯固體超強酸催化劑的制備方法，其特征在于其具體步驟如下：

(1)提取碳酸鍶

以鍶渣為原料，先將鍶渣通過粉碎機粉碎，再用孔徑為0.074mm篩過篩進行篩分，分別收集篩上鍶渣和過篩的鍶渣粉，對篩上鍶渣再返回粉碎及篩分；對過篩的鍶渣粉，按鍶渣粉的質量∶摩爾濃度為2.0～3.0mol/L的鹽酸浸取劑的體積比為1g∶5～9mL的比例，將鍶渣粉和鹽酸浸取劑加入到第一反應容器中，再用95～100℃水浴鍋加熱，并用攪拌器攪拌溶解35～45min，停止加熱和攪拌，冷卻至室溫，用過濾器進行第一次過濾，分別收集濾液和濾渣，然后再用氫氧化鈉溶液調節第一次過濾收集的濾液的pH值為10.00～12.00，再用過濾器進行第二次過濾，分別收集濾液和濾渣，將第二次過濾收集的濾液轉移至第二反應容器中，并加入3～7倍體積的碳酸鈉溶液，反應10～30min后，用過濾器進行第三次過濾，分別收集濾液和濾渣，將第三次過濾收集的濾渣轉移至第三反應容器中，并置入烘箱中，在90～120℃下烘干；

(2)制備鍶鐵氧體

第(1)步完成后，先按第(1)步制得的碳酸鍶粉的質量∶鹽酸溶液的體積比為1g∶6.0～7.0mL的比例，將碳酸鍶粉和鹽酸加入第一反應容器中，攪拌至碳酸鍶粉完全溶解為止，再按碳酸鍶粉中的鍶比六水氯化鐵中的鐵的摩爾比為1∶10.0～13.0的比例，將六水氯化鐵加入第二反應容器中，然后再按六水氯化鐵的質量∶蒸餾水的體積比為1g∶2.0～3.0mL的比例加入蒸餾水，攪拌至六水氯化鐵溶解為止，最后再將上述制得的氯化鍶溶液和氯化鐵溶液加入第三反應容器中，攪拌混合均勻，并用氫氧化鈉溶液調節混合溶液的pH值為9.00～11.00，繼續緩慢攪拌混合液13～17min后，用過濾器過濾，分別收集濾渣和濾液，對濾渣用3～7倍體積的蒸餾水洗滌2～5次，分別收集洗滌液和洗滌后的濾渣，將洗滌后的濾渣轉移至容器中，放入烘箱中，在95～110℃的溫度下干燥22～25h制得鐵酸鹽前驅體，將此鐵酸鹽前驅體置入瓷坩堝中，并將盛有鐵酸鹽前驅體的瓷坩堝放入馬弗爐中，在溫度為760～1100℃下焙燒2～3h后，自然冷卻，取出將產物用高能球磨機研磨成粉末；

(3)制備磁性鍶鋯固體超強酸催化劑

第(2)步完成后，按第(2)步制得的鍶鐵氧體∶氧氯化鋯的摩爾比為1∶1.4～1.6的比例，將鍶鐵氧體和氧氯化鋯加入反應容器中，在機械攪拌下向反應容器中緩慢加入去離子水至氧氯化鋯完全溶解為止，再用質量濃度為3％～5％的氨水溶液調節混合溶液的pH值為8.9～9.1，接著用69～71℃的水浴鍋加熱25～35min，然后機械攪拌25～35min，再靜置11～13h，用過濾器進行第一次過濾，分別收集濾液和濾渣；將第一次過濾收集的濾渣用去離子水洗滌至洗滌液與0.09～0.11mol/L的硝酸銀溶液混合時不生成白色沉淀為止，分別收集洗滌液和洗滌后濾渣；將洗滌后的濾渣轉移至坩堝中，并置入烘箱中，在溫度為100～110℃下干燥11～13h，然后置于0.4～0.6mol/L的過硫酸銨溶液中吸附4～5h，再用過濾器進行第二次過濾，分別收集濾液和濾渣；將第二次過濾收集的濾渣轉至瓷坩堝，放入烘箱中在79～81℃下干燥5～7h，再放入馬弗爐中640～660℃下焙燒4～6h，即制備出磁性鍶鋯固體超強酸催化劑產品；

(4)回收磁性鍶鋯固體超強酸催化劑

第(3)步完成后，在催化劑的應用中，當第(3)步制備出的催化劑用于催化合成乙酸正丁酯時，按乙酸∶正丁醇的摩爾比為1∶1.3～1.6的比例，將乙酸和正丁醇加入反應容器中，再按第(3)步制得的催化劑∶乙酸的質量比為1∶7～11的比例，加入第(3)步制得的催化劑，攪拌混合均勻，用電加熱器進行加熱至98～110℃，回流反應1.5～3h，停止加熱，自然冷卻后，用磁力為2000～2300高斯的銣鐵硼永磁體放在反應容器外底部進行吸附，將第(3)步制得的催化劑與上層液體分離，分別收集上層液體和下層催化劑，對收集的催化劑，用2～5倍體積的無水乙醇洗滌2～5次，分別收集洗滌液和洗滌過的第(3)步制得的催化劑，對洗滌過的催化劑用烘箱在75～90℃下烘干。