[發明專利]固體炭磺酸催化劑及其制備方法、檸檬酸三丁酯及其制備方法

有效

• 申請號: 201911254136.4
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN110876959B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 曾瞬欽;羅瓊林;鄭鑫鑫;歐陽躍軍;舒友
• 申請（專利權）人: 懷化學院
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;B01J35/10;B01J37/00;B01J37/08;C07C67/08;C07C69/704
• 代理公司: 長沙大勝專利代理事務所(普通合伙) 43248
• 代理人: 陸僖

1.一種固體炭磺酸催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

將竹粉浸置于硅酸鈉溶液中，浸泡15h～20h，之后將竹粉用去離子水浸泡達到吸附平衡后過濾烘干，之后在130℃～150℃條件下熱處理3h～5h，得到堿性預處理后的竹粉；

將所述堿性預處理后的竹粉與鹽酸混合，反應完全后加入對甲苯磺酸，混勻，之后在140℃～200℃條件下熱處理1h～3h，得到酸性預處理后的竹粉；

對所述酸性預處理后的竹粉進行炭化，得到炭化后的竹粉；

對所述酸性預處理后的竹粉進行炭化的操作為：

將竹粉放入到不銹鋼反應管中，再置于平放管式電爐內，利用循環水式多用真空泵進行抽真空，之后開始程序加熱；采用程序升溫的方式對其進行控制升溫，步驟分4段進行：第一段以10℃/min的升溫速率升高至250℃；第二段以5℃/min的升溫速率繼續升溫至300℃～350℃；第三段以1℃/min的升溫速率升高至380℃；最后在380℃溫度下恒溫3h，冷卻至室溫，即得炭化后的竹粉；

對所述炭化后的竹粉進行磺化，得到固體炭磺酸催化劑；

對所述炭化后的竹粉進行磺化的操作為：

磺化反應：將所述炭化后的竹粉磨碎，之后浸入50%發煙硫酸中，在氮氣氛圍下進行磺化，反應溫度：373K，反應時間：3h；

待反應冷卻后加入去離子水終止反應：先用蒸餾水洗滌，再將洗滌好的竹炭磺酸放入沸水浴鍋中水煮半小時，過濾，重復三次，用BaCl₂溶液檢驗，直至濾液中無白色沉淀生成，最后將竹炭磺酸進行干燥，即得固體炭磺酸催化劑。

2.根據權利要求1所述的固體炭磺酸催化劑的制備方法，其特征在于，所述竹粉采用如下步驟制備得到：

用竹子為原料，經水洗和干燥后，依次在粉碎機內碾磨、用50目～70目篩子過篩以及在50℃溫度下真空干燥，得到竹粉。

3.根據權利要求1所述的固體炭磺酸催化劑的制備方法，其特征在于，所述炭化后的竹粉與50%發煙硫酸的質量比為1∶(4～6)。

4.根據權利要求1所述的固體炭磺酸催化劑的制備方法，其特征在于，制備所述酸性預處理后的竹粉的操作為：

將所述堿性預處理后的竹粉與鹽酸混合，反應完全后加入5%對甲苯磺酸，混勻，用管式爐通水蒸氣140℃熱處理再升溫到200℃處理2h，得到酸性預處理后的竹粉。

5.一種固體炭磺酸催化劑，其特征在于，采用權利要求1～4中任一項所述的固體炭磺酸催化劑的制備方法制備而成。

6.一種檸檬酸三丁酯的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

將檸檬酸、正丁醇以及權利要求5所述的固體炭磺酸催化劑混合均勻，在130℃～150℃條件下反應4h～5h，得到檸檬酸三丁酯。

7.根據權利要求6所述的檸檬酸三丁酯的制備方法，其特征在于，所述檸檬酸、所述正丁醇與所述固體炭磺酸催化劑的比例為1mol∶4.5mol∶1g；

反應溫度為145℃，反應時間為4h。

8.一種檸檬酸三丁酯，其特征在于，采用權利要求6或7所述檸檬酸三丁酯的制備方法制備而成。