[发明专利]一种新型磁性复合氢化催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于油脂氢化催化材料技术领域，具体涉及一种新型磁性复合催化剂的制备方法，特别是提供了一种用于油脂氢化的含金属镍的磁性复合催化剂的制备方法。

背景技术

用于食品生产的油脂性质与天然油脂的性质不完全相同，为了达到人们对食物生产用油脂的品质要求，对植物油脂（或动物油）进行氢化加工，用以改善油脂的物理性质和化学性质。油脂氢化在没有催化剂存在时反应极其缓慢，因此催化剂的活性对油脂氢化至关重要，如何提高催化剂的加氢活性是氢化的关键技术，而镍系催化剂由于性价比高是研究最多的催化剂。

载体的性质对催化剂性能影响显著，油脂加氢为大分子反应，且涉及气-液-固间的传质过程，因而载体大孔结构的存在将有利于降低反应阻力。磁性功能材料的种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。磁性功能材料的发展趋势是与其他学科的交叉，从而获得一些具有特殊功能的新磁性材料。这些复合磁性功能材料的出现，有望解决磁性功能材料在实际应用中存在的许多实际问题，如靶向药物、固定化酶等等。

Fe₃O₄纳米粒子作为目前唯一被美国食品和药物管理局批准应用于临床的磁性纳米材料，引起了众多研究者的兴趣。

目前，已报道的镍系油脂氢化催化剂大多存在用量大和无法从油中分离的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于油脂氢化的含金属镍的磁性复合催化剂。目前，Ni和一些贵金属混合而制成的催化剂也有相关研究，但因成本太高而难于工业化。已报道的镍系油脂氢化催化剂大多存在用量大、活性不够高及无法从油中分离等缺点。为了解决以上问题，本专利提出了在具有超顺磁性的载体基础上负载金属镍的方法制备油脂氢化催化剂，从而使制备的催化剂具有超顺磁性。在外加磁场作用下，催化剂与油脂有很好的分离效果。

本发明制备催化剂具体操作步骤如下：

步骤一：催化剂的制备：首先采用化学共沉淀法将具有超顺磁性的Fe₃O₄纳米粒子作为最基本的载体，在其基础上用正硅酸乙酯（TEOS）改性，得到SiO₂/Fe₃O₄核壳粒子；进而继续用聚乙烯吡咯烷酮-乙烯基三甲氧基硅烷(PVP-DB-171)包覆SiO₂/Fe₃O₄核壳粒子，得到磁性复合载体PVP-DB-171/SiO₂/Fe₃O₄；在其基础上负载金属镍，得到磁性复合Ni/PVP-DB-171/SiO₂/Fe₃O₄催化剂；

步骤二：催化剂的表征分析：该催化剂由镍负载在磁性载体PVP-DB-171/

SiO₂/Fe₃O₄组成，镍的实际负载量为24%。载体PVP-DB-171/SiO₂/Fe₃O₄的比饱和磁化强度为23.207emu/g，孔结构（BET）比表面积为10.914m²·g^-1，比孔容为0.025cm³·g^-1，平均孔径为30.013nm。催化剂Ni/PVP-DB-171/SiO₂/Fe₃O₄ BET比表面积为38.944m²·g^-1，比孔容为0.078cm³·g^-1，平均孔径为31.307nm，比饱和磁化强度为9.9204emu/g。

附图说明：

图1催化剂载体Fe₃O₄粒子的磁滞回线；图2 SiO₂/Fe₃O₄粒子的磁滞回线；图3