[发明专利]一种磁性有机固体碱催化剂及其制备方法与应用

摘要

本发明提供了一种磁性有机固体碱催化剂，本发明通过细乳液聚合制备了一种粒径均一的磁性纳米微球，再将有机碱负载于微球上得到一种新型的磁性有机固体碱催化剂；该方法避免了传统的负载型催化剂活性点流失的问题，保持了催化剂的高效性，而且有效延长了催化剂的使用寿命；同时，在外加磁场下便可实现催化剂与反应体系的分离，极大地简化了催化剂的分离步骤；所述的磁性有机固体碱催化剂可应用于酯交换、酯化或醇醛缩合反应中；本发明制备方法简单，制得的催化剂具有高效、节能、无毒、易分离、可循环利用的特点。

主权项

1.一种磁性有机固体碱催化剂，其特征在于，按如下方法制备得到：(1)制备Fe3O4磁流体将亚铁盐、铁盐和去离子水混合，室温搅拌溶解，氮气保护下，滴加氨水、油酸，升温至80～90℃反应3～4h，之后磁分离收集固体产物，用去离子水洗至中性，得到Fe3O4磁核，将所得Fe3O4磁核与等质量的正辛烷混合，经无水硫酸钠除水，得到Fe3O4磁流体；所述亚铁盐、铁盐、油酸、去离子水的物质的量之比1∶1～2∶0.22～0.3∶187.5～200；所述氨水的浓度在25～28wt％，所述氨水的滴加量为：使反应体系的pH在9～13；(2)制备纳米磁性微球将步骤(1)所得Fe3O4磁流体、苯乙烯、二乙烯苯、对氯甲基苯乙烯、正十六烷混合，超声分散均匀，得到油相；将十二烷基硫酸钠溶于去离子水，得到水相；搅拌条件下，将所得油相滴加到水相中，滴完继续搅拌2～3h，之后置于冰水浴中，用100～300W细胞粉碎机细乳化10～30min，得到细乳液，氮气保护下，在所得细乳液中加入过硫酸钾，升温至70～80℃恒温聚合17～24h，之后反应液经后处理，得到纳米磁性微球，所得纳米磁性微球的表面含有氯甲基；所述Fe3O4磁流体、苯乙烯、二乙烯苯、对氯甲基苯乙烯、正十六烷、过硫酸钾的质量比为1∶0.46～0.91∶0.09～0.1∶0.22～0.44∶0.038～0.076∶0.0075～0.015；所述十二烷基硫酸钠与去离子水的物质的量之比为1∶1600～2000；所述油相中的Fe3O4磁流体与水相中的去离子水的质量比为1∶18～22.5；(3)制备磁性有机固体碱催化剂将步骤(2)所得纳米磁性微球、有机碱、四丁基碘化铵、40～60wt％氢氧化钠水溶液、四氢呋喃混合，氮气保护下回流反应24～48h，之后反应液经后处理，得到磁性有机固体碱催化剂；所述纳米磁性微球表面的氯甲基、有机碱、四丁基碘化铵、氢氧化钠的物质的量之比为1∶0.5～5∶0.45～0.9∶42～50；所述纳米磁性微球表面的氯甲基含量以步骤(2)中原料对氯甲基苯乙烯的物质的量计算；所述四氢呋喃的体积用量以纳米磁性微球的质量计为75～100mL/g；所述有机碱为：1,1,3,3‑四甲基胍、1,5,7‑三氮杂二环[4.4.0]癸‑5‑烯、1,8‑二氮杂双环[5,4,0]十一碳‑7‑烯、1,5‑二氮杂双环[4,3,0]壬‑5‑烯、三乙烯二胺、四甲基乙二胺、4‑二甲氨基吡啶、三甲胺、三乙胺、三丙胺、三正丁胺、吡啶、二甲基乙醇胺中的一种或两种以上任意比例的混合物。