[发明专利]磁性介孔固体酸催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种磁性介孔固体酸催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）二氧化硅包裹的磁性纳米粒子、聚氧乙烯和聚氧丙烯的嵌段共聚物与正硅酸乙酯在酸性溶液中混匀，并在100 ~ 120℃下反应，反应完全后在400 ~ 550℃焙烧，得到固态的介孔二氧化硅包裹的磁性纳米粒子Fe₃O₄@SBA-15；所述酸性溶液的浓度为1 ~ 2.5 mol/L，所述聚氧乙烯和聚氧丙烯的嵌段共聚物与正硅酸乙酯的摩尔比为0.014 ~ 0.020:1；

（2）将所述介孔二氧化硅包裹的磁性纳米粒子与含氨基的硅烷偶联剂在有机溶剂中于45 ~ 80℃下反应，反应完全后得到氨基改性的磁性纳米材料Fe₃O₄@SBA-15-NH₂；所述介孔二氧化硅包裹的磁性纳米粒子与含氨基的硅烷偶联剂的质量比为1:1.5 ~ 3；

（3）将所述氨基改性的磁性纳米材料与Bronsted酸在有机溶剂中于60 ~ 85℃下反应，反应完全后得到所述磁性介孔固体酸催化剂；所述Bronsted酸为磷钨酸、硅钨酸和磷钼酸中的一种或几种；所述氨基改性的磁性纳米材料与Bronsted酸的质量比为1:3 ~ 5；所述磁性介孔固体酸催化剂的孔径为4.561~7.383 nm，比表面积为483~519m²/g。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述二氧化硅包裹的磁性纳米粒子为二氧化硅包裹的四氧化三铁纳米粒子。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅包裹的四氧化三铁纳米粒子的制备方法包括以下步骤：

在保护气氛中，将水溶性的铁盐和水溶性的亚铁盐的酸性溶液滴加入氨水溶液中，反应完全后得到四氧化三铁纳米粒子，然后将所述四氧化三铁纳米粒子与正硅酸乙酯在碱性溶液中于60 ~ 85℃下反应；所述铁盐和亚铁盐的摩尔比为1.8 ~2.2:1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述含氨基的硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、双(二甲基氨基)二乙基硅烷和苯氨基甲基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

5.权利要求1 ~ 4中任一项所述的制备方法所制备的磁性介孔固体酸催化剂。

6.权利要求5所述的磁性介孔固体酸催化剂作为合成生物柴油反应的催化剂的应用；反应温度为90 ~ 105℃，反应时间为2 ~ 4 h。