[发明专利]浸渍焙烧制备锶磁性固体超强酸催化剂的方法

摘要

一种浸渍焙烧制备锶磁性固体超强酸催化剂的方法，涉及无机磁性催化剂的制备方法。本发明以锶渣为原料，先制备碳酸锶，再经共沉淀法制备出锶铁氧体，然后再以锶铁氧体作为磁性基体，采用浸渍焙烧法制得成品。本发明具有工艺步骤简单，所用设备少，生产成本低，以锶渣为原料制备磁性催化剂，实现了锶渣的综合利用，符合绿色化学及节能减排的模式，采用本发明方法制备出的锶磁性固体超强酸催化剂回收方便，能重复利用，且回收率高达95.5％。本发明可广泛应用于制备磁性固体超强酸催化剂，采用本发明方法制备出的磁性固体超强酸催化剂产品可广泛用于制备羧酸酯类物质，广泛应用于涂料、人造制革、油墨、塑料化工、医药等行业中。

主权项

一种浸渍焙烧制备锶磁性固体超强酸催化剂的方法，其特征在于其具体步骤如下：(1)提取碳酸锶以锶渣为原料，先将锶渣通过粉碎机粉碎，再用孔径为0.074mm筛过筛进行筛分，分别收集筛上锶渣和过筛的锶渣粉，对筛上锶渣再返回粉碎及筛分；对过筛的锶渣粉，按锶渣粉的质量∶摩尔浓度为2.5～2.7mol/L的盐酸浸取剂的体积比为1g∶6～8mL的比例，将锶渣粉和盐酸浸取剂加入反应容器中，再用95～100℃水浴锅加热，并用搅拌器搅拌溶解35～45min，停止加热和搅拌，冷却至室温，用过滤器进行第一次过滤，分别收集滤液和滤渣，然后再用氢氧化钠溶液调节第一次过滤收集的滤液的pH值为11.98～12.15，再用过滤器进行第二次过滤，分别收集滤液和滤渣，将第二次过滤收集的滤液转移至反应容器中，并加入4～6倍体积的碳酸钠溶液，反应15～25min后，用过滤器进行第三次过滤，分别收集滤液和滤渣，将第三次过滤收集的滤渣转移至容器中，然后一并置入烘箱中，在100～110℃下烘干；(2)制备锶铁氧体第(1)步完成后，先按第(1)步制得的碳酸锶粉的质量∶盐酸溶液的体积比为1g∶6.4～6.6mL的比例，将碳酸锶粉和盐酸加入反应容器中，搅拌至碳酸锶粉完全溶解为止，按锶比铁的摩尔比为1∶12.2～12.6的比例，将六水氯化铁加入反应容器中，然后再按六水氯化铁的质量∶蒸馏水的体积比为1g∶2.4～2.6mL的比例加入蒸馏水，搅拌至六水氯化铁溶解为止，最后再将上述制得的氯化锶溶液和氯化铁溶液加入反应容器中，搅拌混合均匀，并用氢氧化钠溶液调节混合溶液的pH值为9.98～10.12，并缓慢搅拌混合液14～16min后，并用过滤器过滤，分别收集滤渣和滤液，对滤渣用4～6倍体积的蒸馏水洗涤2～4次，分别收集洗涤液和洗涤后的滤渣，将洗涤后的滤渣转移至容器中，放入烘箱中，在98～100℃的温度下干燥23～25h制得铁酸盐前躯体，将此铁酸盐前躯体置入瓷坩埚中，并将盛有铁酸盐前躯体的瓷坩埚放入马福炉中，在温度为950～1100℃下焙烧1.5～2.5h后，自然冷却，取出将产物用高能球磨机研磨成粉末；(3)制备锶磁性固体超强酸催化剂第(2)步完成后，按第(2)步制得的锶铁氧体的质量∶摩尔浓度为1.1～1.3mol/L的硫酸的体积比为1g∶9～11mL的比例，将锶铁氧体和硫酸加入反应容器中，放在搅拌器上，在35～40℃的微热温度下搅拌4～5h，再用过滤器过滤，分别收集滤液和滤渣，将收集的滤渣转至瓷坩埚中，然后将盛有滤渣的瓷坩埚放入烘箱中，在79～81℃下干燥5～7h，再放入马弗炉中490～510℃下焙烧4～6h；(4)回收锶磁性固体超强酸催化剂第(3)步完成后，在催化剂的应用中，当本发明制备出的催化剂用于催化合成乙酸正丁酯时，按乙酸∶正丁醇的摩尔比为1∶1.4～1.6的比例，将乙酸和正丁醇加入反应容器中，再按本发明制得的催化剂∶乙酸的质量比为1∶8～10的比例，加入本发明制得的催化剂，搅拌混合均匀，用电加热器进行加热至109～110℃，回流反应2～3h，停止加热，自然冷却后，用磁力为2000～2200高斯的铷铁硼永磁体放在反应容器外底部进行吸附，将本分明制得的催化剂与上层液体分离，分别收集上层液体和下层催化剂，对收集的催化剂，用2～4倍体积的无水乙醇洗涤2～4次，分别收集洗涤液和洗涤过的本发明制得的催化剂，对洗涤过的催化剂用烘箱在80～90℃下烘干。