一種無機固體堿表面有機化改性方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及固體堿催化劑技術領域，具體涉及一種無機固體堿表面有機化改性方法。
【背景技術】
[0002]無機固體堿催化劑因其制備簡單、堿強度分布范圍寬、熱穩(wěn)定性好而成為固體堿發(fā)展的主要方向。無機固體堿主要包括金屬氧化物、水合滑石類陰離子粘土和負載型固體堿。目前，這些固體堿在催化酯交換反應、醚化反應、輕醛縮合反應、Mannich反應、Knoevenagel縮合反應、Henry反應等反應中體現(xiàn)出了良好的催化性能，并且具有反應后催化劑易分離除去，可以重復使用等優(yōu)點。但是由于在多相反應中不可避免的界面反應問題，以及催化劑與反應底物極性的差異導致的反應物向催化劑表面擴散慢的傳質問題，導致無機固體堿催化的多相反應效率難以進一步提高。

【發(fā)明內容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種無機固體堿表面有機化改性方法，提高無機固體堿催化多相反應的效率。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:
一種無機固體堿表面有機化改性方法，包括以下步驟:
第一步，常溫下在反應容器中將無機固體堿分散于5-20倍質量溶劑中，所述無機固體堿為工業(yè)級及其以上純度粒度大于40目的氧化鎂、氧化鈣、氧化鋇、氧化鍶、水滑石、尖晶石、沸石或蒙脫土，所述溶劑為化學純及其以上純度甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、四氫呋喃、苯、甲苯、二甲苯及其混合液；
第二步，攪拌下向反應容器中加入與無機固體堿質量的比為1:100-100000的丙烯酸酯/酰胺，所述丙烯酸酯/酰胺為工業(yè)級及其以上純度的丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二醇酯、丙烯酸十四醇酯、丙烯酸十六醇酯、丙烯酸十八醇酯，丙烯酰甲胺、丙烯酰乙胺、丙烯酰丙胺、丙烯酰異丙胺、丙烯酰丁胺、丙烯酰戊胺、丙烯酰己胺、丙烯酰庚胺、丙烯酰辛胺、丙烯酰壬胺、丙烯酰癸胺、丙烯酰十二胺、丙烯酰十四胺、丙烯酰十六胺、丙烯酰十八胺及其組合物；
第三步，常壓下將反應容器中的混合物在30-120°C加熱攪拌1-12小時，冷卻至室溫；第四步，將反應容器中的混合物過濾，用1-5倍固體堿質量的第一步中使用的同一種型號的溶劑洗滌，不高于100°C下干燥，即得到表面有機化改性的無機固體堿。
[0005]本發(fā)明的有益效果:采用了具有α，不飽和結構的酯或者酰胺為改性劑，通過與無機固體堿表面的羥基發(fā)生Micheal加成反應鍵合到固體堿表面，在其表面形成有機層，該有機層可以將強烈親水的無機固體堿表面轉變?yōu)橛H油表面，在固體堿催化的反應中可以促進較低極性的反應物向催化劑表面的擴散，從而提高反應效率。
【具體實施方式】
[0006]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0007]實施例1
一種無機固體堿表面有機化改性方法，包括以下步驟:
第一步，常溫下在反應容器中將無機固體堿分散于5倍質量溶劑中，所述無機固體堿為工業(yè)級及其以上純度粒度為40目的氧化鈣，所述溶劑為化學純甲醇；
第二步，攪拌下向反應容器中加入與無機固體堿質量的比為1:500的丙烯酸酯/酰胺，所述丙烯酸酯/酰胺為工業(yè)級及其以上純度的丙烯酸甲酯；
第三步，常壓下將反應容器中的混合物在60°C加熱攪拌4小時，冷卻至室溫；
第四步，將反應容器中的混合物過濾，用2倍固體堿質量的第一步中使用的同一種型號的溶劑洗滌，50°C下干燥，即得到表面有機化改性的無機固體堿。
[0008]本實施例的有益效果:所得到的表面有機化改性氧化鈣用于催化甲醇油脂酯交換反應制備生物柴油，常壓、65°C反應3小時，產率較未改性氧化鈣提高22%。
[0009]實施例2
一種無機固體堿表面有機化改性方法，包括以下步驟:
第一步，常溫下在反應容器中將無機固體堿分散于10倍質量溶劑中，所述無機固體堿為工業(yè)級純度粒度為60目的氧化鍶，所述溶劑為化學純乙醇；
第二步，攪拌下向反應容器中加入與無機固體堿質量的比為1:1000的丙烯酸酯/酰胺，所述丙烯酸酯/酰胺為化學純丙烯酸丁酯；
第三步，常壓下將反應容器中的混合物在70°C加熱攪拌6小時，冷卻至室溫；
第四步，將反應容器中的混合物過濾，用2倍固體堿質量的第一步中使用的同一種型號的溶劑洗滌，90°C下干燥，即得到表面有機化改性的無機固體堿。
[0010]本實施例的有益效果:所得到的表面有機化改性氧化鍶用于催化苯乙酮和苯甲醛的羥醛縮合反應，常壓、65°C反應2小時，產率較未改性氧化鈣提高35%。
[0011]實施例3
一種無機固體堿表面有機化改性方法，包括以下步驟:
第一步，常溫下在反應容器中將無機固體堿分散于12倍質量溶劑中，所述無機固體堿為化學純水滑石，所述溶劑為分析純四氫呋喃；
第二步，攪拌下向反應容器中加入與無機固體堿質量的比為1:2000的丙烯酸酯/酰胺，所述丙烯酸酯/酰胺為分析純丙烯酸十六醇酯；
第三步，常壓下將反應容器中的混合物在70°C加熱攪拌8小時，冷卻至室溫；
第四步，將反應容器中的混合物過濾，用5倍固體堿質量的第一步中使用的同一種型號的溶劑洗滌，80°C下干燥，即得到表面有機化改性的無機固體堿。
[0012]本實施例的有益效果:所得到的表面有機化改性水滑石用于催化對硝基苯甲醛與丙二酸二甲醋的Knoevenagel縮合反應，常壓、65°C反應3小時，產率較未改性氧化媽提高17%。
[0013]實施例4
一種無機固體堿表面有機化改性方法，包括以下步驟: 第一步，常溫下在反應容器中將無機固體堿分散于15倍質量溶劑中，所述無機固體堿為工業(yè)級及其以上純度粒度為80目的尖晶石，所述溶劑為化學純甲苯；
第二步，攪拌下向反應容器中加入與無機固體堿質量的比為1:10000的丙烯酸酯/酰胺，所述丙烯酸酯/酰胺為丙烯酰己胺；
第三步，常壓下將反應容器中的混合物在100°c加熱攪拌5小時，冷卻至室溫；
第四步，將反應容器中的混合物過濾，用3倍固體堿質量的第一步中使用的同一種型號的溶劑洗滌，90°C下干燥，即得到表面有機化改性的無機固體堿。
[0014]本實施例的有益效果:所得到的表面有機化改性尖晶石用于催化甲醇油脂酯交換反應制備生物柴油，常壓、65°C反應2小時，產率較未改性氧化鈣提高31%。
[0015]實施例5
一種無機固體堿表面有機化改性方法，包括以下步驟:
第一步，常溫下在反應容器中將無機固體堿分散于20倍質量溶劑中，所述無機固體堿為工業(yè)級純度粒度為80目的沸石，所述溶劑為化學純二甲苯及其混合液；
第二步，攪拌下向反應容器中加入與無機固體堿質量的比為1:20000的丙烯酸酯/酰胺，所述丙烯酸酯/酰胺為丙烯酰十二胺；
第三步，常壓下將反應容器中的混合物在110°c加熱攪拌10小時，冷卻至室溫；第四步，將反應容器中的混合物過濾，用5倍固體堿質量的第一步中使用的同一種型號的溶劑洗滌，100°C下干燥，即得到表面有機化改性的無機固體堿。
[0016]本實施例的有益效果:所得到的表面有機化改性沸石用于催化硝基甲烷和苯甲醛的Henry反應，常壓、60°C反應2小時，產率