[发明专利]一种用于制备柠檬酸三丁酯的负载Anderson型杂多酸催化剂和制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种用于制备柠檬酸三丁酯的负载Anderson型杂多酸催化剂和制备方法及应用。其方法包括如下步骤：(1)将钼酸铵溶于水中，加热至沸腾；将硫酸钴溶液加入钼酸铵溶液中，搅拌后趁热过滤；将滤液静置，等待晶体析出，得到[CoⅡMo6]Anderson型多酸；(2)将多酸配制成水溶液，在水溶液中加入SBA‑15介孔分子筛，进行水热反应，之后离心、干燥，得到催化剂。本发明的制备工艺和所需设备简单，反应条件温和，环境友好。获得的负载Anderson型杂多酸催化剂用于柠檬酸三丁酯的制备，催化剂用量非常小且易于回收利用，绿色高效，产率也有所提高，易于实现大规模生产。

技术领域

本发明涉及催化技术领域，涉及一种负载型杂多酸催化剂，具体来说是一种SBA-15负载[CoⅡMo6]Anderson型杂多酸催化剂和制备方法及应用。

背景技术

塑化剂是工业上被广泛使用的高分子材料助剂，在塑料加工中添加这种物质，可以使其柔韧性增强，容易加工，可合法用于工业用途。塑化剂产品种类多达百余种，目前使用得最普遍的是邻苯二甲酸酯类的化合物。但邻苯二甲酸酯类化学物在使用的过程中会干扰内分泌系统，对人体的健康有严重的危害。研究发现，柠檬酸三丁酯(TBC)作为一种酯类化合物，可以直接用于塑化剂的制备合成，也可以进一步加工成性能优良的塑化剂乙酰柠檬酸三丁酯，成为替代应用范围受到限制的邻苯二甲酸酯类塑化剂。柠檬酸三丁酯具有很好的相容性和较高的增塑效率，而且毒性低，挥发性小，可以视为无毒增塑剂，俗称环保型塑化剂。同时，柠檬酸三丁酯还具有抗霉、耐寒、耐光、耐水等优良特性，在医疗卫生及食品包装领域具有广泛应用。

传统柠檬酸三丁酯的制备普遍采用浓硫酸为催化剂，不仅严重腐蚀生产设施，而且产生的大量废酸在后处理过程中带来较大的经济损耗。为了有效解决上述的问题，大量新型的催化剂逐渐进入研究者的视线，如金属盐、固体超强酸、沸石分子筛、贵金属催化剂、阳离子交换树脂等。这些催化剂在一定程度上取得了良好效果，但也有回收困难、活性成分流失等问题。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种用于制备柠檬酸三丁酯的SBA-15负载Anderson型杂多酸催化剂和制备方法及应用。本发明的SBA-15负载Anderson型杂多酸催化剂用于制备柠檬酸三丁酯的反应，与传统方法相比，本发明所制备的催化剂绿色环保，避免了浓硫酸的使用，减少了废酸的生成及后处理。催化剂用量少，降低实验成本，提高了反应产率，且可回收利用，经济环保。

本发明的技术方案具体介绍如下：

一种用于制备柠檬酸三丁酯的负载Anderson型杂多酸催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将钼酸铵溶于水中，加热至沸腾；将硫酸钴溶于水中，加入钼酸铵溶液中，搅拌后趁热过滤；将滤液静置，等待晶体析出，抽滤烘干；再重结晶、抽滤烘干得到[CoⅡMo6]Anderson型多酸；

(2)将[CoⅡMo6]Anderson型多酸配制成水溶液，在水溶液中加入SBA-15介孔分子筛，转移至水热釜中发生水热反应，之后离心、干燥，得到SBA-15负载Anderson型多酸固体。步骤(1)中，硫酸钴和钼酸铵的摩尔比为1:1～1:1.5，反应温度为90℃～100℃，反应时间为0.5～1h。

本发明中，步骤(2)中，[CoⅡMo6]Anderson型多酸和SBA-15介孔分子筛的质量比为1:10～3:10。

本发明中，步骤(2)中，水热温度为105～115℃，时间为15～25h。