一種蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 蒙脫石是一種納米尺度的天然層狀硅鋁酸鹽晶體，具有較強的表面電負性、比表 面積大、吸附性強、吸水膨脹、懸浮性等特點，有"萬能粘土礦物"的美稱，自然界分布廣泛， 價格便宜，安全無害。蒙脫石的〇〇1晶面非常小，通過陽離子交換，將需要的金屬離子交換 進入層間，可形成插層化合物。
[0003] 聚苯胺被認為是最有實際應(yīng)用前景的導(dǎo)電高分子之一。其在金屬防腐、電磁屏蔽、 氣體傳感器等方面的應(yīng)用正走向工業(yè)化。由于PANI具有制備成本低、不溶于大多數(shù)有機溶 劑和水的特點，其作為催化劑或催化劑載體已在有機轉(zhuǎn)化反應(yīng)中顯示出了無比優(yōu)異的催化 性能。
[0004] 堿催化反應(yīng)是化學(xué)工業(yè)的重要反應(yīng)之一，堿催化反應(yīng)包括雙鍵異構(gòu)化反應(yīng)、酯化 反應(yīng)、酯交換反應(yīng)、Knoevenagel縮合反應(yīng)及Michael加成反應(yīng)等，其中的Knoevenagel縮 合反應(yīng)是羰基化合物與活性亞甲基化合物的脫水縮合反應(yīng)，用于碳碳雙鍵的形成，這反 應(yīng)在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的精細化學(xué)品制備方面有廣泛的應(yīng)用。
[0005] 與液體堿催化劑相比，固體堿催化劑具有如下優(yōu)點：催化劑容易從反應(yīng)混合物中 分離出來；高選擇性，高催化活性，反應(yīng)條件溫和；反應(yīng)后催化劑容易再生，可循環(huán)使用；環(huán) 境友好，避免使用極性溶劑或相轉(zhuǎn)移劑，對設(shè)備無腐蝕；可使反應(yīng)工藝過程連續(xù)化，提高設(shè) 備的生產(chǎn)能力；可在高溫甚至氣相反應(yīng)中應(yīng)用；固體堿催化劑無 C-C鍵斷裂能力，高溫下 反應(yīng)不會引起積碳。因此開發(fā)環(huán)境友好的固體堿催化劑具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備方法。
[0007] 為實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下： 一種蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備方法，所述方法為：用FeCl3在蒙脫石層 間進行插層后，再用HC1、苯胺制備得到前驅(qū)產(chǎn)物，最后利用乙二醇、乙酸鈉將與蒙脫石復(fù)合 的聚苯胺轉(zhuǎn)化成本征態(tài)的聚苯胺，制得所述蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑。
[0008] 進一步，本發(fā)明所述方法按如下步驟進行： (1)將10~60gFeCl3、l~15g蒙脫石，用1~L 3L的去離子水溶解，50~60°C攪拌l~5h，過 濾，干燥，得到插層？冗13蒙脫石； ⑵取步驟（1)中得到的插層FeCl3蒙脫石2~3g，l~2.2mlHCl、50~60ml去離子水溶解 于三口瓶中，溫度控制50~65°C，將l~6ml苯胺倒入三口燒瓶中，反應(yīng)2~3h后，過濾，洗滌， 50~65°C干燥得到蒙脫石聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑前驅(qū)體； (3)將1. 2~1. 8g步驟⑵中得到的蒙脫石聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑前驅(qū)體、l~4g乙酸 鈉，10~60ml乙二醇攪拌均勻后裝入有聚四氟乙烯內(nèi)襯的水熱釜中，在373~483k恒溫l~9h， 取出產(chǎn)物，過濾，干燥，得到蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑。
[0009] 所述步驟（1)中，所述FeCl3質(zhì)量為50~60g。
[0010] 所述步驟⑴中，所述攪拌時間為3~5h。
[0011] 所述步驟（1)中，去離子水用1~1· 2L。
[0012] 所述步驟⑵中，所述HC1用量為2~2· 2ml。
[0013] 所述步驟（2)中，所述苯胺用量為5~6ml。
[0014] 所述步驟（3)中，所述溫度為473~483k。
[0015] 所述步驟⑶中，所述恒溫時間為8~9h。
[0016] 本發(fā)明所述的蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑及其制備方法充分利用了蒙脫 石作為載體材料優(yōu)良的性能，以及聚苯胺的催化性能，從而提高聚苯胺的堿催化性能。本發(fā) 明提供的蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑具有較好的堿催化性能。
【附圖說明】
[0017] 圖1是實施例1制備蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑中的紫外可見光譜圖。其 中A是蒙脫石的紫外-可見光譜圖，B是蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的紫外-可見 光譜圖。
[0018] 圖2是實施例1制備蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑中的小角X射線衍射（XRD) 圖譜。其中A是蒙脫石的小角XRD圖譜，B是蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的小角XRD 圖譜。
[0019] 圖3是實施例1制備的蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑在催化Knoevenagel反 應(yīng)中的套用活性圖。 具體實施例
[0020] 下面結(jié)合附圖所示實施例，對本發(fā)明作進一步詳述。
[0021] 實施例1 將52. 20gFeCl3、10g蒙脫石，用1L的去離子水溶解，60°C攪拌4h，過濾，干燥，得到蒙脫 石B ;將2.65g蒙脫石B、2mlHCl、50ml去離子水溶解于三口瓶中，溫度控制60°C，將5ml苯 胺倒入三口燒瓶中，反應(yīng)2h后，過濾，洗滌，60°C干燥得到產(chǎn)物C，將1. 4g的C，3. 6g乙酸鈉， 50ml乙二醇攪拌均勻后裝入有聚四氟乙烯內(nèi)襯的水熱釜中，在473k恒溫8h，取出產(chǎn)物，過 濾，干燥，得到蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑。
[0022] 實施例2 將50. 20gFeCl3、8g蒙脫石，用1. 1L的去離子水溶解，60°C攪拌4. 5h，過濾，干燥，得 到蒙脫石B ;將2. 8g蒙脫石B、2. lmlHCl、55ml去離子水溶解于三口瓶中，溫度控制60°C， 將5. 5ml苯胺倒入三口燒瓶中，反應(yīng)2. 5h后，過濾，洗滌，60°C干燥得到產(chǎn)物C，將1. 5g的 C，3.8g乙酸鈉，55ml乙二醇攪拌均勻后裝入有聚四氟乙烯內(nèi)襯的水熱釜中，在478k恒溫 8. 5h，取出產(chǎn)物，過濾，干燥，得到蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑。
[0023] 實施例3 將54. 20gFeCl3、llg蒙脫石，用1. 2L的去離子水溶解，60°C攪拌5h，過濾，干燥，得到蒙 脫石B ;將3g蒙脫石B、2. 2mlHCl、60ml去離子水溶解于三口瓶中，溫度控制60°C，將6ml苯 胺倒入三口燒瓶中，反應(yīng)3h后，過濾，洗滌，60°C干燥得到產(chǎn)物C，將1. 6g的C，4g乙酸鈉， 60ml乙二醇攪拌均勻后裝入有聚四氟乙烯內(nèi)襯的水熱釜中，在483k恒溫9h，取出產(chǎn)物，過 濾，干燥，得到蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑。
[0024] 附錄1蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的UV分析： 如圖1所示，蒙脫石負載聚苯胺在360nm處有一強吸收峰，是聚苯胺鏈中苯環(huán)的π - π * 躍迀。在610nm處的吸收峰表示醌環(huán)的存在。說明蒙脫石負載的聚苯胺是本征態(tài)聚苯胺。
[0025] 附錄2蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的小角XRD分析： 如圖2所示，從圖中可以看出蒙脫石負載聚苯胺后，其晶面（001)的衍射角2 0變小， 所對應(yīng)的層間距d(001)增大，說明蒙脫石被聚苯胺撐大。
[0026] 附錄3蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的套用催化活性： 如圖3所示，蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿具有很好的堿催化活性，同時這種催化劑在重 復(fù)3次利用后活性并不會有明顯的降低。
【主權(quán)項】
1. 一種蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備方法，其特征在于所述方法為：用 FeCl3在蒙脫石層間進行插層后，再用HC1、苯胺制備得到前驅(qū)產(chǎn)物，最后利用乙二醇、乙酸 鈉將蒙脫石復(fù)合的聚苯胺轉(zhuǎn)化成本征態(tài)的聚苯胺，制得所述蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催 化劑。2. 如權(quán)利要求1所述的一種蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備方法，其特征在 于所述方法按如下步驟進行： 將10~60gFeCl3、l~15g蒙脫石，用1~1. 3L的去離子水溶解，50~60°C攪拌l~5h，過濾，干 燥，得到插層？冗13蒙脫石； 取步驟（1)中得到的插層FeCl3蒙脫石2~3g，1~2. 2mlHCl、50~60ml去離子水溶解于 三口瓶中，溫度控制50~65°C，將l~6ml苯胺倒入三口燒瓶中，反應(yīng)2~3h后，過濾，洗滌， 50~65°C干燥得到蒙脫石聚/苯胺復(fù)合固體堿催化劑前驅(qū)體 將1. 2~1. 8g步驟⑵中得到的蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑前驅(qū)體、l~4g乙酸 鈉，10~60ml乙二醇攪拌均勻后裝入有聚四氟乙烯內(nèi)襯的水熱釜中，在373~483k恒溫l~9h， 取出產(chǎn)物，過濾、洗滌及干燥，得到蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑。3. 如權(quán)利要求2所述的一種蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備方法，其特征在 于所述步驟（1)中，所述FeCl3質(zhì)量為50~60g。4. 如權(quán)利要求2所述的一種蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備方法，其特征在 于所述步驟（1)中，所述攪拌時間為3~5h。5. 如權(quán)利要求2所述的一種蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備方法，其特征在 于所述步驟（2)中，所述HC1用量為2~2. 2ml。6. 如權(quán)利要求2所述的一種蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備方法，其特征在 于所述步驟（2)中，所述苯胺用量為5~6ml。7. 如權(quán)利要求2所述的一種蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備方法，其特征在 于所述步驟（3)中，所述溫度為473~483k。8. 如權(quán)利要求2所述的一種蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備方法，其特征在 于所述步驟（3)中，所述恒溫時間為8~9h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備方法：用FeCl3在蒙脫石層間進行插層后，再用HCl、苯胺制備得到前驅(qū)產(chǎn)物，最后利用乙二醇、乙酸鈉將蒙脫石復(fù)合的聚苯胺轉(zhuǎn)化成本征態(tài)的聚苯胺。本發(fā)明蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿催化劑的制備過程簡單，制備成本低廉，具有很好的催化活性等特點。
【IPC分類】B01J31/30
【公開號】CN105413751
【申請?zhí)枴緾N201510748492
【發(fā)明人】袁斌, 張愛琴, 唐星華, 薛珂珂
【申請人】南昌航空大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月7日