一种采用非均相催化剂制备过氧乙酸和提高过氧乙酸稳定性的方法技术

本发明专利技术提供了一种采用非均相催化剂制备过氧乙酸的方法，是将凹凸棒石经过酸活化和过氧化物活化，再与含磺酸基的有机物反应制备凹凸棒石负载磺酸基超强酸催化剂；以负载型超强酸催化剂催化双氧水和乙酸反应制备过氧乙酸，采用该催化反应体系反应条件温和，催化剂可循环使用，设备腐蚀小，产品纯度高。本发明专利技术同时提供了适用于高浓度过氧乙酸和低浓度过氧乙酸的复合稳定剂，添加稳定剂后可明显提高过氧乙酸的保存时间。酸的保存时间。

【技术实现步骤摘要】
一种采用非均相催化剂制备过氧乙酸和提高过氧乙酸稳定性的方法


[0001]本专利技术涉及一种采用非均相催化剂制备过氧乙酸的方法，克服了传统过氧乙酸制备方法反应剧烈，催化剂不能循环使用，设备腐蚀严重的缺点；本专利技术同时涉及提高过氧乙酸稳定性的的复合稳定剂，可明显提高过氧乙酸的保存时间；本专利技术属于精细化工


技术介绍

[0002]过氧乙酸作为一种重要的有机化工原料，有着广泛的用途。它可以作为氧化剂用于烯烃的环氧化，可以作为纺织、纸张、油脂、石腊和淀粉的漂白剂，也可以作为灭菌剂，用于传染病消毒、饮用水消毒、织物消毒以及食品工业消毒等。
[0003]在生产过氧乙酸的工艺中，一般使用硫酸作催化剂，这不仅造成了对设备的腐蚀，同时，由于催化剂溶解在反应液体中，不易分离，不可以重复回收利用，影响产品质量，特别是作为杀菌剂使用时，存在一定的安全风险。因此，开发新的催化剂对有机过氧化物的制备具有重要意义。
[0004]过氧乙酸作为传统的过氧化物消毒剂有其独特的优势，过氧乙酸灭菌效果好、应用范围广且消毒后不残留毒性成分。但它具有刺激性气味且容易分解，过氧乙酸存放过程中除自然分解外，影响其分解的因素还有光、温度、溶液中的金属离子，因此制约了过氧乙酸的使用。生产工艺以及存储温度对于过氧乙酸的稳定性有很大影响，但是生产工艺难改变，而低温保存耗能大，通过向过氧乙酸溶液中添加稳定剂既安全又经济。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种采用非均相催化剂制备过氧乙酸的方法，是将凹凸棒石经过酸活化和过氧化物活化，再与含磺酸基的有机物反应制备凹凸棒石负载磺酸基超强酸催化剂；以负载型超强酸催化剂催化双氧水和乙酸反应制备过氧乙酸，采用该催化反应体系反应条件温和，催化剂可循环使用，设备腐蚀小，产品纯度高。本专利技术同时提供了适用于高浓度过氧乙酸和低浓度过氧乙酸的复合稳定剂，添加稳定剂后可明显提高过氧乙酸的保存时间。
[0006]一、催化剂的制备（1）在凹凸棒石中加入硫酸，回流酸化后抽滤，洗涤，干燥，得到酸化凹凸棒石。步骤中：硫酸的浓度为1.0
‑
2.5 mol /L，酸化温度为酸化温度为80
‑
100 ℃，回流时间为4
‑
10 h，凹凸棒石与硫酸的质量比为100：1
‑
5。
[0007]（2）将酸化凹凸棒石加入到双氧水中，以硅酸钠调节pH至 10，反应，过滤，固体用蒸馏水洗涤至中性，烘干，得到双氧水改性的凹凸棒石。步骤中：双氧水的质量浓度为25
‑
50%，酸化凹凸棒石与双氧水的质量比为100：15
‑
30，反应温度为25
‑
60 ℃，反应时间为5
‑
8 h。
[0008]（3）将双氧水改性的凹凸棒石加入到去离子水中，室温下搅拌，然后加入异丙基苯磺酸，搅拌回流反应，过滤，干燥，得到凹凸棒石负载磺酸基固体超强酸催化剂。步骤中：，反应温度60
‑
90℃，回流时间1
‑
4 h，双氧水改性的凹凸棒石与异丙基苯磺酸的质量比为100：20
‑
45。
[0009]二、过氧乙酸的制备本专利技术采用非均相催化剂制备过氧乙酸的方法，是在冰乙酸中加入非均相催化剂凹凸棒石负载异丙基苯磺酸，室温下搅拌，滴加过氧化氢，滴加完毕后搅拌反应，过滤，避光静置，得到过氧乙酸。过程中：过氧化氢的质量浓度为25~50%，冰乙酸与过氧化氢的体积比为100：50
‑
150，冰乙酸与凹凸棒石负载异丙基苯磺酸催化剂的体积质量比为100ml：0.5
‑
2.5g，双氧水滴加速度为0.5
‑
3ml/min，反应温度为25~50℃，反应时间为2
‑
24 h；静置温度为5
‑
25℃，静置时间为24
‑
48 h。
[0010]三、提高过氧乙酸稳定性的方法本专利技术提高过氧乙酸稳定性的方法，过氧乙酸稳定性的，是由酸、喹啉类化合物和表面活性剂组成的复合稳定剂加入过氧乙酸中，其中酸包括水杨酸、柠檬酸、磷酸、乙二胺四乙酸，喹啉类化合物包括2
‑
氨基喹啉、2
‑
羟基
‑4‑
甲基喹啉、8
‑
羟基喹啉、8
‑
氨基异喹啉，表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、聚山梨酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚。
[0011]提高高浓度过氧乙酸（浓度大于10%）稳定性的方法，是将高浓度过氧乙酸稳定剂加入高浓度过氧乙酸中，所述高浓度过氧乙酸稳定剂包括以下质量百分比的组分：柠檬酸45
‑
70%，乙二胺二乙酸0
‑
15%，8
‑
羟基喹啉5
‑
25%，2
‑
羟基
‑4‑
甲基喹啉0
‑
10%，脂肪醇聚氧乙烯醚2
‑
10%，聚山梨酸酯0
‑
5%；所述高浓度复合稳定剂的添加量为过氧乙酸质量的1
‑
5%。
[0012]提高低浓度过氧乙酸（浓度≤0.5%）稳定性的方法，是将低浓度过氧乙酸稳定剂加入到低浓度过氧乙酸中，所述低浓度过氧乙酸稳定剂包括以下质量百分比的组分：乙二胺二乙酸5
‑
40%，8
‑
羟基喹啉0.1
‑
1%，2
‑
羟基
‑4‑
甲基喹啉0
‑
0.5%，脂肪醇聚氧乙烯醚35
‑
75%，壬基酚聚氧乙烯醚0
‑
35%；所述低浓度复合稳定剂的添加量为过氧乙酸质量的0.1
‑
2%。
[0013]本专利技术相对现有技术的有益效果：1、采用非均相凹凸棒石负载磺酸基固体超强酸催化剂制备过氧乙酸，反应条件温和，产物不含硫酸，过氧乙酸纯度高，使用安全；2、避免了传统过氧乙酸生产中强酸的使用，对设备腐蚀小，催化剂可循环使用，经济和环境效益明显；3、针对生产企业和市售消毒剂过氧乙酸特性，分别提供了高、低浓度过氧乙酸复合稳定剂，克服了传统过氧乙酸单一稳定剂的使用，复合稳定剂能明显提高过氧乙酸的保存时间。
具体实施方式
[0014]实施例一 过氧乙酸的制备（1）在10g凹凸棒石中加入90 ml 2.0 mol /L 的硫酸，90 ℃回流酸化6 h后抽滤，用蒸馏水反复洗至 pH≥6，在120℃烘干后得到酸化凹凸棒石；（2）将5 g酸化凹凸棒石加入到25ml30%的双氧水中，以硅酸钠调节pH至10，在 50 ℃下反应 7 h，过滤，固体用蒸馏水洗涤至洗出液为中性，烘干，得到双氧水改性的凹凸棒
石；（3）将5g 双氧水改性的凹凸棒石置于 50 ml的单口烧瓶中，加入 20 ml去离子水，在室温下搅拌 1 h，然后加入 1 g 异丙基苯磺酸，在 80℃下搅拌回流3 h，过滤后在110℃干燥24 h，得到凹凸棒石负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用非均相催化剂制备过氧乙酸的方法，是在冰乙酸中加入非均相催化剂凹凸棒石负载异丙基苯磺酸，室温下搅拌，滴加过氧化氢，滴加完毕后搅拌反应，过滤，避光静置，得到过氧乙酸；所述非均相催化剂凹凸棒石负载异丙基苯磺酸的制备方法，包括以下步骤：（1）在凹凸棒石中加入硫酸，回流酸化后抽滤，洗涤，干燥，得到酸化凹凸棒石；（2）将酸化凹凸棒石加入到双氧水中，以硅酸钠调节pH至 10后进行反应，过滤，固体用蒸馏水洗涤至中性，烘干，得到双氧水改性的凹凸棒石；（3）将双氧水改性的凹凸棒石加入到去离子水中，室温下搅拌，然后加入异丙基苯磺酸，搅拌回流反应，过滤，干燥，得到凹凸棒石负载磺酸基固体超强酸催化剂。2.根据权利要求1所述一种采用非均相催化剂制备过氧乙酸的方法，其特征在于：过氧化氢的质量浓度为25~50%，冰乙酸与过氧化氢的体积比为100：50
‑
150，冰乙酸与凹凸棒石负载异丙基苯磺酸的体积质量比为100ml：0.5
‑
2.5g。3.根据权利要求1所述一种采用非均相催化剂制备过氧乙酸的方法，其特征在于：双氧水滴加速度为0.5
‑
3ml/min，反应温度为25~50℃，反应时间为2
‑
24 h；静置温度为5
‑
25℃，静置时间为24
‑
48 h。4.根据权利要求1所述一种用于非均相催化制备过氧乙酸的催化剂的制备方法，其特征在于：非均相催化剂制备步骤（1）中，硫酸的浓度为1.0
‑
2.5 mol /L，酸化温度为80
‑
100 ℃，酸化时间为4
‑
10 h，凹凸棒石与硫酸的质量比为100：1
‑
5。5.根据权利要求1所述一种用于非均相催化制备过氧乙酸的催化剂的制备方法，其特征在于：非均相催化剂制备步骤（2）中，双氧水的质量浓度为25
‑
50%，酸化凹凸棒石与双氧水的质量比为100：15
‑
30，反应温度为25
‑
60 ℃，反应时间为5
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8 h。6.根据权利要求1所述一种用于非均相催化制备过氧乙酸的催化剂的制备方法，其特征在于：非均相催化剂制备步骤（3）中，回流反应温度6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维柏，唐小华，康肖肖，陈德军，査飞，周友三，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：