[发明专利]一种包覆型磁性纳米Fe

权利要求书

1.一种包覆型磁性纳米Fe₃O₄负载钯催化剂在甘油制备乳酸中的应用，其特征在于，包括如下步骤：

(1)以生物质甘油为原料，配制甘油水溶液，备用；

(2)在甘油水溶液中，依次加入包覆型磁性纳米Fe₃O₄负载钯催化剂，碱性固体，然后置于高纯氮气排空的无氧高压反应釜中，加热至100～200℃，反应2～5h，反应结束即得到乳酸；

所述包覆型磁性纳米Fe₃O₄负载钯催化剂，是采用包覆物包覆磁性纳米Fe₃O₄作为载体，以不同的沉积方法使活性钯分散于载体表面，所述包覆物包括网格孔状聚苯胺包覆物或微孔磁性聚1,1'-联二萘酚包覆物；所述包覆型磁性纳米Fe₃O₄负载钯催化剂的制备方法过程中，以不同的沉积方法使活性钯分散于载体表面，最终制得的催化剂具有两种形貌，包括均一型和蛋壳型；

具体制备步骤为：

(1)制备网格孔状聚苯胺包覆物或微孔磁性聚1,1'-联二萘酚包覆物；

所述网格孔状聚苯胺包覆物，是通过下述方法制备的：

在空气氛围下，往圆底烧瓶中依次加入磁性纳米Fe₃O₄、无水FeCl₃、甲缩醛和1,2-二氯乙烷，搅拌30min然后再缓慢滴加苯胺的1,2-二氯乙烷溶液，控制滴速滴加完毕后先在室温下搅拌反应60min，之后升温至50℃反应6h，继续升温到75℃，再搅拌反应24h，反应结束后过滤，滤饼依次用蒸馏水和甲醇洗涤至滤液无色，测pH 7-8；然后在索氏提取器中用丙酮洗涤20h之后在65℃真空干燥，即制得褐色Fe₃O₄@MOPPA载体；

所述微孔磁性聚1,1'-联二萘酚包覆物，是通过下述方法制备的：

空气氛围下，往圆底烧瓶中依次加入磁性纳米Fe₃O₄、无水FeCl₃、甲缩醛和1,2-二氯乙烷，搅拌40min然后再缓慢滴加1,1'-联二萘酚的1,2-二氯乙烷溶液，控制滴速滴加完毕后室温下搅拌反应40min，升温至50℃反应8h，升温到70℃反应24h，利用磁铁分离出固体产品，并依次用蒸馏水和甲醇洗涤至滤液无色，测pH 8-9，之后在索氏提取器中用丙酮洗涤20h，55℃真空下干燥过夜，得到黑色Fe₃O₄@MOPB载体；

(2)制备包覆型磁性纳米Fe₃O₄负载钯催化剂：

将步骤(1)制得的褐色Fe₃O₄@MOPPA或黑色Fe₃O₄@MOPB作为载体，以不同的沉积方法使活性钯分散于载体表面，获得均一型和蛋壳型催化剂形貌；

a、所述的均一型网格孔状聚苯胺包覆磁性纳米Fe₃O₄负载钯催化剂制备方法为：活性钯负载量为1-9％，所需的PdCl₂溶液由向悬浮在水中的PdCl₂添加HCl制得；在30℃时于溶液中添加Fe₃O₄@MOPPA搅拌20h，催化剂在相同的温度下经过滤取得，浸泡在Na₂CO₃水溶液中，过滤之后，用水洗Fe₃O₄@MOPPA-Pd5次，最后所得催化剂包含50％的水；

b、所述蛋壳型网格孔状聚苯胺包覆磁性纳米Fe₃O₄负载钯催化剂的制备方法为：30℃时Fe₃O₄@MOPPA加到Na₂CO₃的水溶液中搅拌1h，为了达到悬浊效果，所用的PdCl₂溶液是在0℃时由悬浮在水中的PdCl₂加入盐酸制备，随后加入37％福尔马林，60℃搅拌2h，过滤之后，用10mL水洗5次Fe₃O₄@MOPPA-Pd，所得产物包含50％的水，同时保持PdCl₂/Na₂CO₃/福尔马林的比例常数不变；

c、所述的均一型微孔磁性聚1,1'-联二萘酚包覆磁性纳米Fe₃O₄负载钯催化剂制备方法为：向PdCl₂悬浮液中滴加HCl获得PdCl₂溶液，30℃下向溶液中添加Fe₃O₄@MOPPA载体并维持搅拌20h，过滤溶液，将滤饼浸泡在Na₂CO₃水溶液中并再次过滤，再次获得的滤饼用水洗5次，最后所得催化剂Fe₃O₄@MOPB-Pd包含50％的水，活性钯负载量为1-9％；

d、所述蛋壳型微孔磁性聚1,1'-联二萘酚包覆磁性纳米Fe₃O₄负载钯催化剂的制备方法为：30℃下，将载体Fe₃O₄@MOPPA加入Na₂CO₃的水溶液中搅拌1h，0℃下，在PdCl₂悬浊液中加入盐酸，向上述悬浊液中加入37％福尔马林，60℃搅拌2h，过滤之后，用10mL水洗5次滤饼，所得催化剂Fe₃O₄@MOPB-Pd包含50％的水，活性钯负载量为1-9％，制备过程中保持PdCl₂/Na₂CO₃/福尔马林的比例常数不变；

(3)反应结束后，回收包覆型磁性纳米Fe₃O₄负载钯催化剂并循环利用，催化剂可重复利用的次数不低于10次。