专利名称：促进乳酸铵酯化的二元催化体系及应用和该体系中磁性固体酸催化剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种二元催化体系。本发明还涉及上述催化体系在乳酸铵酯化反应中的应用。本发明还涉及上述催化体系中磁性固体酸催化剂的制备方法。
背景技术：
发明专利CN1453067A和CN1290574A分别公开了一种制备磁性固体酸催化剂的方法，但这些方法都需先制备磁性物质作催化剂核，催化剂制备步骤繁琐，而且制备得到的催化剂酸性较强，对乳酸铵酯化反应的选择性差。
发明内容
本发明的目的是为了解决以往乳酸酯化反应中催化剂都需先制备磁性物质作催化剂核，催化剂制备步骤繁琐，而且制备得到的催化剂酸性较强，不适合乳酸铵酯化反应的问题，而提供的一种促进乳酸铵酯化的二元催化体系及应用和该体系中磁性固体酸催化剂的制备方法。本发明中促进乳酸铵酯化反应的二元催化体系由磁性固体酸催化剂与二氯化锡按20∶1-1∶20的重量比组成。本发明中促进乳酸铵酯化反应的二元催化体系用于乳酸铵酯化反应，反应中(a)原料乳酸铵与C1-C4醇的质量比为10∶1-1∶10；(b)磁性固体酸催化剂和二氯化锡总的加入量为乳酸铵重量的0.005％-5％，磁性固体酸催化剂与二氯化锡按20∶1-1∶20的重量比组成；(c)酯化反应在常压、115-140℃的条件下反应3.5-11h。本发明中促进乳酸铵酯化反应的二元催化体系中磁性固体酸催化剂的制备方法通过以下步骤实现(一)向硫酸铁溶液中每分钟滴加10滴氨水溶液，使溶液中pH值达到6-10，形成悬浊液；(二)将悬浊液进行固液分离，固相分离物在50-160℃下干燥10-30h，并研磨成100-120目的粉末；(三)按Fe与Ni原子比为1∶1-3∶1的比例将粉末加入硫酸镍溶液中，并搅拌均匀；(四)将水分蒸干，得到的混合物置于马福炉中，以每分钟升高2-10℃的速度升温至780-1000℃，在此温度下再焙烧1.5-3.5h；(五)将焙烧后的混合物质取出冷却至室温，即得到磁性固体酸催化剂。
具体实施例方式
具体实施方式
一本实施方式中促进乳酸铵酯化反应的二元催化体系由磁性固体酸催化剂与二氯化锡按20∶1-1∶20的重量比组成。其中磁性固体酸催化剂的制备方法按下述步骤进行(一)向硫酸铁溶液中每分钟滴加10滴氨水溶液，使溶液中pH值达到6-10，形成悬浊液；(二)将悬浊液进行固液分离，固相分离物在50-160℃下干燥10-30h，并研磨成100-120目的粉末；(三)按Fe与Ni原子比为1∶1-3∶1的比例将粉末加入硫酸镍溶液中，并搅拌均匀；(四)将水分蒸干，得到的混合物置于马福炉中，以每分钟升高2-10℃的速度升温至780-1000℃，在此温度下再焙烧1.5-3.5h；(五)将焙烧后的混合物质取出冷却至室温，即得到磁性固体酸催化剂。
本实施方式无需先制备磁性物质作催化剂核，制备步骤简单，而且制备得到的催化剂酸性弱，选择性好，益于回收再利用。
具体实施例方式
二本实施方式与具体实施方式
一的不同点是磁性固体酸催化剂与二氯化锡按1∶1-1∶7的重量比组成。
具体实施例方式
三本实施方式与具体实施方式
一的不同点是磁性固体酸催化剂与二氯化锡按3∶1的重量比组成。
具体实施例方式
四本实施方式与具体实施方式
一的不同点是磁性固体酸催化剂与二氯化锡按1∶2的重量比组成。
具体实施例方式
五本实施方式与具体实施方式
一的不同点是磁性固体酸催化剂与二氯化锡按1∶6的重量比组成。
具体实施例方式
六本实施方式与具体实施方式
一的不同点是磁性固体酸催化剂与二氯化锡按1∶17的重量比组成。
具体实施例方式
七本实施方式与具体实施方式
一的不同点是步骤(一)中所使用的氨水溶液浓度为25％。
具体实施例方式
八本实施方式与具体实施方式
一的不同点是步骤(三)中按Fe与Ni原子比为2∶1的比例将粉末加入硫酸镍溶液中，并搅拌均匀。
具体实施例方式
九本实施方式中促进乳酸铵酯化反应的二元催化体系用于乳酸铵酯化反应，反应中(a)原料乳酸铵与C1-C4醇的质量比为10∶1-1∶10；(b)磁性固体酸催化剂和二氯化锡总的加入量为乳酸铵重量的0.005％-5％，磁性固体酸催化剂与二氯化锡按20∶1-1∶20的重量比组成；(c)酯化反应在常压、115-140℃的条件下反应3.5-11h，酯化率为80.5-87.5％。
具体实施例方式
十本实施方式与具体实施方式
九的不同点是原料乳酸铵与C1-C4醇的质量比为4∶1-1∶4。
具体实施例方式
十一本实施方式与具体实施方式
九的不同点是磁性固体酸催化剂和二氯化锡总的加入量为乳酸铵重量的0.05％-5％。
具体实施例方式
十二本实施方式与具体实施方式
九的不同点是磁性固体酸催化剂与二氯化锡按1∶1-1∶7的重量比组成；反应酯化率为83-87％。
具体实施例方式
十三本实施方式与具体实施方式
九的不同点是磁性固体酸催化剂与二氯化锡按3∶1的重量比组成；反应酯化率为82.5％。
具体实施例方式
十四本实施方式与具体实施方式
九的不同点是磁性固体酸催化剂与二氯化锡按1∶2的重量比组成；反应酯化率为85.5％。
具体实施例方式
十五本实施方式与具体实施方式
九的不同点是磁性固体酸催化剂与二氯化锡按1∶6的重量比组成；反应酯化率为86％。
具体实施例方式
十六本实施方式与具体实施方式
九的不同点是磁性固体酸催化剂与二氯化锡按1∶17的重量比组成；反应酯化率为81％。
具体实施例方式
十七本实施方式与具体实施方式
一的不同点是磁性固体酸催化剂的制备方法按下述步骤进行(一)向硫酸铁溶液中每分钟滴加10滴氨水溶液，使溶液中pH值达到9，形成悬浊液；(二)将悬浊液进行固液分离，固相分离物在120℃下干燥20h，并研磨成110目的粉末；(三)按Fe与Ni原子比为1∶1-3∶1的比例将粉末加入硫酸镍溶液中，并搅拌均匀；(四)将水分蒸干，得到的混合物置于马福炉中，以每分钟升高10℃的速度升温至820℃，在此温度下再焙烧2.5h；(五)将焙烧后的混合物质取出冷却至室温，即得到磁性固体酸催化剂。
具体实施例方式
十八本实施方式与具体实施方式
十七的不同点是步骤(一)中向硫酸铁溶液中每分钟滴加10滴氨水溶液，使溶液中pH值达到8。
具体实施例方式
十九本实施方式与具体实施方式
十七的不同点是步骤(四)中将水分蒸干，得到的混合物置于马福炉中，以每分钟升高8℃的速度升温至960℃，在此温度下再焙烧3h；
具体实施例方式
二十本实施方式与具体实施方式
九的不同点是反应中(a)体系中原料乳酸铵与正丁醇的质量比为1∶3；(b)体系中磁性固体酸催化剂和二氯化锡总的加入量为乳酸铵重量的0.5％，磁性固体酸催化剂与二氯化锡按1∶4的重量比组成；(c)酯化反应在常压、127℃的条件下反应7h，酯化率为87％。
具体实施例方式
二十一本实施方式与具体实施方式
九、二十的不同点是反应中(a)体系中原料乳酸铵与丙醇的质量比为3∶1；(b)体系中磁性固体酸催化剂和二氯化锡总的加入量为乳酸铵重量的1％，磁性固体酸催化剂与二氯化锡按2∶5的重量比组成；(c)酯化反应在常压、130℃的条件下反应5h，酯化率为83.5％。
具体实施例方式
二十二本实施方式与具体实施方式
二十一的不同点是反应中(a)体系中原料乳酸铵与乙醇的质量比为1∶6；(b)体系中磁性固体酸催化剂和二氯化锡总的加入量为乳酸铵重量的0.01％，磁性固体酸催化剂与二氯化锡按3∶4的重量比组成；(c)酯化反应在常压、120℃的条件下反应10h，酯化率为81％。
权利要求
1.促进乳酸铵酯化反应的二元催化体系，其特征是它由磁性固体酸催化剂与二氯化锡按20∶1-1∶20的重量比组成。
2.根据权利要求1所述的促进乳酸铵酯化反应的二元催化体系，其特征在于磁性固体酸催化剂与二氯化锡按1∶1-1∶7的重量比组成。
3.促进乳酸铵酯化反应的二元催化体系在乳酸铵酯化反应中的应用，其特征在于反应中(a)原料乳酸铵与C1-C4醇的质量比为10∶1-1∶10；(b)磁性固体酸催化剂和二氯化锡总的加入量为乳酸铵重量的0.005％-5％，磁性固体酸催化剂与二氯化锡按20∶1-1∶20的重量比组成；(c)酯化反应在常压、115-140℃的条件下反应3.5-11h。
4.根据权利要求3所述的促进乳酸铵酯化反应的二元催化体系在乳酸铵酯化反应中的应用，其特征在于原料乳酸铵与C1-C4醇的质量比为4∶1-1∶4。
5.根据权利要求3所述的促进乳酸铵酯化反应的二元催化体系在乳酸铵酯化反应中的应用，其特征在于磁性固体酸催化剂和二氯化锡总的加入量为乳酸铵重量的0.05％-5％。
6.根据权利要求3所述的促进乳酸铵酯化反应的二元催化体系在乳酸铵酯化反应中的应用，其特征在于磁性固体酸催化剂和二氯化锡按1∶1-1∶7的重量比组成。
7.促进乳酸铵酯化反应的二元催化体系中磁性固体酸催化剂的制备方法，其特征在于它按下述步骤进行(一)向硫酸铁溶液中每分钟滴加10滴氨水溶液，使溶液中pH值达到6-10，形成悬浊液；(二)将悬浊液进行固液分离，固相分离物在50-160℃下干燥10-30h，并研磨成100-120目的粉末；(三)按Fe与Ni原子比为1∶1-3∶1的比例将粉末加入硫酸镍溶液中，并搅拌均匀；(四)将水分蒸干，得到的混合物置于马福炉中，以每分钟升高2-10℃的速度升温至780-1000℃，在此温度下再焙烧1.5-3.5h；(五)将焙烧后的混合物质取出冷却至室温，即得到磁性固体酸催化剂。
8.根据权利要求7所述的促进乳酸铵酯化反应的二元催化体系中磁性固体酸催化剂的制备方法，其特征在于步骤(一)所使用的氨水溶液浓度为25％。
全文摘要
促进乳酸铵酯化的二元催化体系及应用和该体系中磁性固体酸催化剂的制备方法，它涉及一种二元催化体系及该催化体系在乳酸铵酯化反应中的应用和该催化体系中磁性固体酸催化剂的制备方法。它解决了以往磁性固体酸催化剂不适合乳酸铵酯化反应的问题。本发明中二元催化体系由磁性固体酸催化剂和二氯化锡按20∶1－1∶20的重量比组成。该体系中磁性固体酸催化剂的制法(一)向硫酸铁溶液滴加氨水；(二)固液分离，固相物干燥并磨成粉末；(三)粉末加入硫酸镍溶液；(四)蒸干水分、焙烧；(五)冷却。该催化体系用于乳酸铵酯化反应，反应中a.乳酸铵与C1－C4醇质量比为10∶1－1∶10；b.催化体系总的加入量为乳酸铵重量的0.005－5％，磁性固体酸催化剂与二氯化锡的重量比为20∶1－1∶20；c.酯化反应在常压、115－140℃、反应3.5－11h。本发明选择性好，适用于乳酸铵酯化反应。
文档编号B01J37/00GK1769258SQ20051001045
公开日2006年5月10日 申请日期2005年10月21日 优先权日2005年10月21日
发明者汪群慧, 赵文超, 孙晓红 申请人:哈尔滨工业大学