[发明专利]一种酯化反应催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种酯化反应催化剂的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：S1.将生物质材料热解、磨碎后加入浓硫酸中，加热反应后，过滤、洗涤得到磺化生物炭；S2.将乙酸锰和柠檬酸共混后，加热搅拌，得到MnO₂溶胶；S3.将所述磺化生物炭加入所述MnO₂溶胶中，搅拌、烘干后，将产物置于稀硫酸中浸渍、搅拌，加热反应后，得到所述酯化反应催化剂。本发明制备的酯化反应催化剂采用磺化生物炭作为载体，负载MnO₂/SO₄^2‑固体酸，具有稳定性高、催化活性高的特点，提高了醇酸酯化的转化率，具有良好的催化性能。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种酯化反应催化剂的制备方法。

背景技术

酯化反应的产物羧酸酯是一种重要化合物，它是很多有机合成反应的原料，被广泛应用于食品、医药、日化、塑料等领域，随着人们生活水平日益提高，对羧酸酯的需求也越来越大。而工业化合成羧酸酯主要使用浓硫酸、磷酸、对甲苯磺酸等催化剂来催化醇酸酯化，这些传统催化剂虽然具有较高催化活性，价格低廉易得，但是这种方法存在较多缺陷，包括：副反应较多、产品纯度低、设备腐蚀严重、能耗大、废酸产量大、环境污染严重等。

因此，研发高效、绿色的新型酯化反应催化剂成为当今研究的热点。目前，国内外学者对酯化反应催化剂已进行了较多研究，开发出了一系列新型酯化反应催化剂以代替传统催化剂。新型酯化反应催化剂主要包括相转移催化剂、离子液体催化剂、无机盐催化剂、树脂类催化剂、分子筛催化剂、杂多酸催化剂和固体超强酸催化剂。王莆丽等以自制的γ－Al₂O₃负载纳米级SO₄^2－/TiO₂固体超强酸为催化剂，以冰醋酸和正丁醇为原料制备乙酸正丁酯，在最佳制备条件下，冰醋酸的转化率达97.6％；刘天宝等采用浸渍法制备了硅胶(SG)/对甲苯磺酸(p－TSA)催化剂，考察了乙酸乙酯的合成，产率可达95.40％；刘静等以磷钨酸、甘氨酸为原料，在水溶液中采用一步法合成了氨基酸功能化杂多酸，在最佳反应条件下，转化率和选择性均可接近100％；刘秀英等为了提高甲基丙烯酸烯丙酯的收率，将溴化十六烷基三甲基铵作为相转移催化剂，酯化率达85％；高登征等以高酸值油脂和甲醇为原料，研究了6种无机盐[SnCl₄、CaCl₂、Fe₂(SO₄)₃、NiSO₄、CuSO₄和NaHSO₄]在生物柴油酯化反应中的催化活性，发现上述6种无机盐中催化酯化活性最好的是NaHSO₄，在最佳试验条件下，二次酯化率达到98％。

这些新型酯化反应催化剂均具有一定优势，酯化活性都很高，但是目前仍然存在一些问题。相转移催化剂能够有效控制副反应，提高产物选择性，但其价格高昂，难以实现大规模工业化生产；离子液体催化剂的活性和稳定性相较其他催化剂均表现优异，但离子液体合成复杂、纯化困难、原料价格高；分子筛催化剂活性较高，但其稳定性低，种类较少；杂多酸负载型催化剂中载体与杂多酸之间的相互作用力较弱，反应中活性组分杂多酸容易流失，从而造成催化剂失活；金属氧化物固体超强酸催化剂具有催化活性高、制备简单、酸性强、设备腐蚀性小、环境污染小的优点，但该类型催化剂因SO₄^2-和S₂O₈^2-等活性组分容易流失而失活，稳定性较低，寿命较短，无法满足工业生产需求。

因此，为了解决现有技术的不足，亟需研发一种新型酯化反应催化剂以满足工业生产的迫切需求。

发明内容