磁性介孔固体酸催化剂及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种磁性介孔固体酸催化剂及其制备和应用，包括以下步骤：首先将介孔二氧化硅包裹的磁性纳米粒子经含氨基的硅烷偶联剂进行氨基官能团化，最后通过接枝Bronsted酸得到磁性介孔固体酸催化剂。该催化剂可用于合成生物柴油反应的催化剂，合成生物柴油完毕后，可利用磁铁将固体酸催化剂进行回收，催化剂可继续循环使用。本发明专利技术的催化剂具有催化活性高和易于回收的特性，采用此催化剂进行酯交换制备生物柴油反应流程简单，反应过程温和，催化剂易于回收重复使用，可望成为极具竞争力的清洁工艺路线。

Magnetic mesoporous solid acid catalyst and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
磁性介孔固体酸催化剂及其制备和应用
本专利技术涉及材料合成
，尤其涉及一种磁性介孔固体酸催化剂及其制备和应用。
技术介绍
生物柴油主要是由一系列长链脂肪酸甲酯构成，它是一种不含硫，无毒，无芳烃以及可生物降解的清洁燃料。它可以通过催化酯交换反应由各种有机原料(如植物油，动物脂，微生物油等)和短链醇(如甲醇，乙醇等)生产。近年来，伴随着全球经济的快速发展，燃料需求持续增长，导致化石燃料资源消耗不断增大，使用可再生能源替代化石燃料已经迫在眉睫，因此，生物柴油的生产以及相关催化剂的研发仍是当今的热点问题。Bronsted酸在各种酸催化反应中表现出优异的催化活性。然而，Bronsted酸中常用的杂多酸(磷钨酸、硅钨酸和磷钼酸等)比表面积较小且易溶于极性溶剂，从而限制催化活性。介孔二氧化硅(SBA-15)作为一种新型先进材料，因其具有比表面积大，热稳定性高，孔径分布均匀等突出特点，常用于作为催化剂载体。如CN201310101163公开了一种酸性条件合成核壳结构磁性介孔二氧化硅纳米微球的方法，如何利用该微球制备生物柴油合成过程中的催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n(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，反应完全后再400～550℃焙烧，得到固态的介孔二氧化硅包裹的磁性纳米粒子；/n(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；/n(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。/n

【技术特征摘要】
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，反应完全后再400～550℃焙烧，得到固态的介孔二氧化硅包裹的磁性纳米粒子；
(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；
(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。


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...

【专利技术属性】
技术研发人员：范明明，刘鹏，张萍波，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32