[发明专利]一种固体磺酸催化剂及其在制备醋酸丁酸纤维素中的应用

权利要求书

1.一种固体磺酸催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将铁离子化合物，2-磺酸对苯二甲酸单钠盐，聚乙烯吡咯烷酮以及盐酸溶于DMF中，搅拌至完全溶解，得到混合液；将所述混合液转移至微波反应器中，升温至130～150℃保温5～10min，分离出固体，洗涤，冷冻干燥，得到固体型磺酸催化剂。

2.根据权利要求1所述的固体磺酸催化剂的制备方法，其特征在于：所述铁离子化合物：2-磺酸苯二甲酸单钠盐：盐酸：聚乙烯吡咯烷酮：DMF的质量比为1：(3～6)：(0.1～0.5):(10～13):(1000～1200)；所述升温速率为10～20℃/min；所述铁离子化合物为三价铁离子化合物。

3.根据权利要求2所述的固体磺酸催化剂的制备方法，其特征在于：所述铁离子化合物为FeCl₃·6H₂O和Fe₂(NO₃)₃中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的固体磺酸催化剂的制备方法，其特征在于：所述铁离子化合物为FeCl₃·6H₂O。

5.如权利要求1-4任一项所述方法制得的固体磺酸催化剂。

6.如权利要求1-4任一项所述方法制得的固体磺酸催化剂在制备醋酸丁酸纤维素中的应用。

7.一种制备醋酸丁酸纤维素的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将原料纤维素在酸液中浸泡后取出，得到吸附有酸的纤维素混合物；

2)将所述纤维素混合物、酸酐、如权利要求5所述的固体磺酸催化剂混合搅拌进行酯化反应，得到酯化反应液；

3)将步骤2)得到的酯化反应液固液分离；

4)将上述步骤3)分离得到的液体在搅拌状态下与水混合，析出固体，将所述固体洗涤干燥，得到高分子量的醋酸丁酸纤维素。

8.根据权利要求7所述的制备醋酸丁酸纤维素的方法，其特征在于：步骤1)所述原料纤维素为精制棉、棉浆粕和木浆粕中的一种或多种；按质量计，酸液用量为原料纤维素5～50倍；浸泡时间为1～10小时；浸泡后取出纤维素，得到酸含量为40wt％～60wt％的纤维素混合物；所述酸液为醋酸或丁酸。

9.根据权利要求7或8所述的制备醋酸丁酸纤维素的方法，其特征在于：步骤2)中酸酐为醋酸酐和丁酸酐，其中原料纤维素：醋酸酐：丁酸酐：固体磺酸催化剂的质量比为＝1:(0.3～2)：(2～5)：(0.02～0.1)。

10.根据权利要求7所述的制备醋酸丁酸纤维素的方法，其特征在于：步骤2)中所述酯化反应温度为30～60℃，时间1～3小时。

11.根据权利要求7所述的制备醋酸丁酸纤维素的方法，其特征在于：所述步骤3)中在固液分离得到的固体中回收得到催化剂。

12.根据权利要求11所述的制备醋酸丁酸纤维素的方法，其特征在于：所述步骤3)中将固液分离得到的固体分别用醋酸或丁酸洗涤3～5次，乙醇洗涤1次，冷冻干燥，得到回收催化剂。

13.根据权利要求7所述的制备醋酸丁酸纤维素的方法，其特征在于：所述步骤4)中，所述水的质量为分离得到液体的10～40倍；在分离得到的液体中加入水，析出醋酸丁酸纤维素固体，过滤后用水洗涤固体至pH中性，再将醋酸丁酸纤维素在90～110℃下干燥1～4小时，得到重均分子量大于100000的醋酸丁酸纤维素成品。