[发明专利]一种用纳米二氧化锡将无水乙醇催化为乙酸乙酯的方法

说明书

                          技术领域

本发明涉及一种制备乙酸乙酯的方法，尤其涉及一种用纳米二氧化锡(SnO₂)将无水乙醇催化为乙酸乙酯的方法。

                          背景技术

目前世界上工业乙酸乙酯主要制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙烯加成法和乙醇脱氢法等。传统的乙酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰，而大规模生产装置主要是乙醛缩合法和乙醇脱氢法，在乙醛原料较丰富的地区万吨级以上的乙醛缩合法装置得到了广泛的应用。乙醇脱氢法是近年开发的新工艺，在乙醇丰富且低成本的地区得到了推广。以乙醇为单一反应原料合成乙酸乙酯目前有采用铜基催化剂使乙醇脱氢生成粗乙酸乙酯。二氧化锡(SnO₂)作为重要的酒敏材料，目前尚没有关于采用二氧化锡(SnO₂)制备乙酸乙酯的报道。

                             发明内容

本发明的目的是提供一种生产成本低、生产工艺简单的用纳米二氧化锡将无水乙醇催化为乙酸乙酯的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用纳米二氧化锡将无水乙醇催化为乙酸乙酯的方法，其特征在于：

首先，采用熔岩法制备出二氧化锡纳米微晶，具体步骤如下：将30克SnCl₂·2H₂O和NaHCO₃分析纯试剂以1∶2.5～3.5的摩尔比放在玛瑙研钵中充分碾磨，然后置于管式加热炉中于850℃下焙烧4h，自然冷却，得焙烧产物；再用蒸馏水反复洗涤直至检测无Cl^-为止，于80℃在烘箱中干燥3h；所得二氧化锡纳米微晶的平均粒径约8～12nm；

然后，将该二氧化锡纳米微晶用作催化剂，称取0.5g已制备好的纳米二氧化锡微晶于20mL螺口玻璃瓶中，用微量进样器注入6μL无水乙醇，用聚四氟乙烯隔垫密封，放入烘箱，在250℃时加热1h后取出，冷却至室温，插入100μm聚二甲基硅氧烷固相微萃取纤维头，40℃下平衡1h后，取出纤维头，上气相色谱-质谱联用仪检测乙酸乙酯。

本发明生产成本低、生产工艺简单，可在工业生产中应用。从市场售价看乙酸乙酯要远高于无水乙醇，另一方面，无水乙醇作为单一原料合成乙酸乙酯有望大大简化其生产工艺。

                        附图说明

图1为本发明的固相微萃取(SPME)联用气相色谱-质谱(GC-MS)分析总离子流图。

图2为乙酸乙酯的质谱图。

                     具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

纳米二氧化锡(SnO₂)是一种n-型半导体，有较宽的带隙能(3.6eV)和较小的激子玻尔半径(约2.4nm)，是常见的光电、气敏、能量存储及能量转化材料，具有工作温度低和灵敏度较高的特点，对许多气体都具有良好的气敏性，其中，纳米SnO₂的酒敏性是目前研究的主要热点之一。

固相微萃取(Solid-phase microextraction，SPME)是由C·Arthur和J·Pawliszyn在1990年提出的新型样品处理技术，它是在一根纤细的熔融石英纤维上涂一层高分子聚合物作为萃取相进行萃取分离和富聚，集取样、萃取、富聚、进样于一体。固相微萃取技术具有操作简单、快速、便携、所需样品量少、无需有机溶剂、高效、易于自动化操作等许多优点。目前，该技术已同气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳(CE)以及紫外分光光度计(UV)等多种分析技术联用，为样品预处理开辟了一个全新的局面。1993年美国Supelco公司将其商品化以来，该技术已广泛应用于环境检测、食品检测、医药卫生、临床化学、生物化学、法医学等领域。

本发明以SnCl₂·2H₂O和NaHCO₃为原料，采用熔盐法制备了SnO₂纳米晶，并以其为催化剂，运用固相微萃取(SPME)和气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析该纳米材料对无水乙醇的吸附和催化性能，分析了其酒敏机理，也为固相微萃取这一新的技术催化领域中的应用奠定了初步基础。