一种CaFe₂O₄型磁性固体催化剂及其应用

摘要

本发明公开了一种CaFe2O4型磁性固体催化剂及其应用。先由金属盐和沉淀剂通过共沉淀法合成复合金属氢氧化物，再将金属氢氧化物干燥后在高温条件下煅烧后得到所需的磁性固体催化剂。该催化剂具有较高的催化活性，可以高效催化水解纤维素制备葡萄糖，所得纤维素水解液呈中性并且葡萄糖含量高。催化剂使用后可通过电磁铁设备高效回收，以备再次使用。显著降低纤维素水解成本，提高纤维素水解效率。本发明原材料丰富、制备方法简单、生产成本低且具有很好的重现性。

主权项

CaFe2O4型磁性固体催化剂在纤维素水解制糖中的应用，具体包括以下步骤：(1) 将CaFe2O4型磁性固体催化剂与纤维素粉末按质量比(0.1～1.5):1均匀混合，制成混合粉末；(2) 将纯水与混合粉末按质量比(5～15):1均匀混合，制成匀浆液；(3) 将匀浆液在10～50 min内升温至150～200 ℃，设定搅拌速率50～600 rpm，反应1～24 h后获得纤维素水解混合液；(4) 在20000 g离心力下分离纤维素水解混合液，10 min后分别获得纤维素水解液和固体混合物；(5) 将固体混合物干燥后用电磁铁设备将固体混合物中的磁性固体催化剂进行分离，以备再次使用；其中，所述的CaFe2O4型磁性固体催化剂其具体制备参数及过程如下：① 金属离子的摩尔配比，n(Ca) : n(Fe) = (0.5～2) : 1；②沉淀剂与金属离子的摩尔配比，n(沉淀剂) : n(金属离子) = (0.5～5): 1；③ 沉淀剂与纯水的摩尔配比，n(水) : n(沉淀剂) = (5～20) : 1；④ 金属离子、沉淀剂与纯水均匀混合后，在25～135 ℃反应1～12 h生成碱性水溶液和沉淀物；⑤ 将碱性水溶液和沉淀物在95 ℃静置12 h；⑥ 用纯水将沉淀物洗至中性，并通过20000 g的离心力分离10 min获得沉淀物并干燥；⑦ 将干燥后的沉淀物研磨成1～100 μm粉末，然后在800～1000 ℃煅烧3～5 h，所获得的粉末即为CaFe2O4型磁性固体催化剂。