一种锰磁性固体酸催化剂制备方法及其锰磁性固体酸催化剂

摘要

一种锰磁性固体酸催化剂制备方法及其锰磁性固体酸催化剂，涉及催化剂及其制备方法。本发明以低品位菱锰矿、氯氧化锆和过硫酸铵为原料，先制备锰磁性固体酸催化剂前驱体，再经过焙烧得到产品。本发明制备的锰磁性固体酸催化剂不仅具有优良的催化性能，还具有一定的磁学性能，相比于传统的液体酸催化剂具有低污染、低腐蚀和易于回收等优点，符合节能减排的要求，是未来催化剂的发展方向。由于磁性催化剂尚处于实验研究阶段，所应用的领域还比较有限，所以本发明为催化剂的研究拓宽了思路。

主权项

一种锰磁性固体酸催化剂制备方法，其具体制备步骤如下：以低品位锰矿为原料，将低品位锰矿通过粉碎机粉碎，用浓度为20％～25％的硫酸溶液酸浸，在水浴90～95℃下搅拌反应120～170min，将浸出液进行抽滤，加入还原性铁粉后用10.0～10.5mol/L的NaOH溶液调节滤液的pH至5.3～5.8，浸出液中的Al³⁺等杂质水解生成相应的氢氧化物沉淀经抽滤除去，在滤液中加入少量NaF除Ca²⁺、Mg²⁺，抽滤得到的滤液为硫酸锰和硫酸铁混合溶液；按摩尔比为n(Mn)∶n(Zn)∶n(Fe)＝32.8∶13.3∶53.9的比例，将相应的氯化铁与硫酸锌加入到所述的硫酸锰和硫酸铁混合溶液中，按摩尔比[HCO₃^‑]/[Me]＝1.2～1.6的比例配制NH₄HCO₃溶液，其中Me代表金属离子，将NH₄HCO₃溶液与混合溶液分别在水浴条件下加热至80～85℃，采用逆加料方法将混合溶液加入到NH₄HCO₃溶液中，并用氨水调节溶液pH值至7.0～7.5，在室温下陈化12.0～14.5h后过滤，沉淀经洗涤后在100～105℃烘箱中干燥24～26.5h得到锰锌铁氧体前驱体，将前驱体置于马弗炉中，在1200～1250℃下焙烧300～350min得到锰锌铁氧体粉体；按照锰锌铁氧体与ZrO₂的质量比为15％～30％精确称取ZrOCl₂·8H₂O并加水溶解，再加入称取的锰锌铁氧体后搅拌分散，滴加氨水调节pH至9.0～9.5进行沉淀，所得沉淀在70～75℃水浴条件下陈化30～35min，然后再搅拌30～35min；静置12～14.5h后过滤，并用去离子水反复洗涤沉淀直至滤液中用0.1～0.6mol/L硝酸银溶液检测不出Cl^‑为止；所得沉淀在110～115℃烘箱中干燥12～14.5h，再将其置于浓度为0.4～0.7mol/L的(NH₄)₂S₂O₈溶液中浸渍4～6.5h，经干燥后置于马弗炉中，在温度500～650℃下焙烧活化4.0～6.5h，即制成锰磁性固体酸催化剂S₂O₈^2‑/ZrO₂‑Mn_1‑xZn_xFe₂O₄。