一种磁性固体超强酸纳米管催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种磁性固体超强酸纳米管催化剂及其制备方法，所述的磁性固体超强酸纳米管催化剂，即在包含SO₄^2-的TiO₂纳米管载体上自组装上具有超顺磁性的磁性物质Fe₃O₄。所述的制备方法用硫酸浸渍处理钛酸纳米管，焙烧后制得TiO₂纳米管超强酸，并利用一锅法自组装Fe₃O₄，利用磁分离技术分离沉淀物，沉淀物经真空烘干，便可得到包含SO₄^2-且具有超顺磁性的TiO₂纳米管的磁性固体超强酸纳米管催化剂。本发明的一种磁性固体超强酸纳米管催化剂，由于具有磁性，该催化剂与反应物分离与回收更为方便，并具有较高的催化活性。

主权项

一种磁性固体超强酸纳米管催化剂的制备方法，所述的磁性固体超强酸纳米管催化剂，即在包含SO₄^2‑的TiO₂纳米管载体上自组装上具有超顺磁性的磁性物质Fe₃O₄，其特征在于包括如下步骤：（1）、水热法制备得到钛酸纳米管将2~5g的P25型TiO₂粉末与70 ml 10mol/L 的NaOH 水溶液混合，在100mL聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中120~170℃下水热反应20h后，冷却至室温后用0.1 mol/L HNO₃溶液冲洗至滤液pH为7后,再用去离子水冲洗至无NO₃^‑，即得钛酸纳米管；（2）、将步骤（1）所得的钛酸纳米管在浓度为0.1~1.0mol/L的硫酸溶液浸渍1h，过滤后在90℃真空干燥12h，于400~650℃焙烧2~4h，得到锐钛矿相TiO₂纳米管，即TiO₂纳米管超强酸；（3）、在40~100Hz的超声波中，将步骤（2）所得的TiO₂纳米管超强酸按摩尔比计算，即0.35~0.8g的TiO₂纳米管超强酸分散到溶有0.54g FeCl₃·6H₂O的70mL乙二醇溶液中，再加入3.6g乙酸钠和1.0g分子量为1000的聚乙二醇，再经过10~30min超声分散，转移到100ml的水热反应釜中，200℃反应8h后，依次用乙醇和水清洗5~10次后60~80℃真空干燥12~14h,即得磁性固体超强酸纳米管催化剂。