一種新型磁性復(fù)合氫化催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油脂氫化催化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型磁性復(fù)合催化劑的制備方法，特別是提供了一種用于油脂氫化的含金屬鎳的磁性復(fù)合催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]用于食品生產(chǎn)的油脂性質(zhì)與天然油脂的性質(zhì)不完全相同，為了達(dá)到人們對食物生產(chǎn)用油脂的品質(zhì)要求，對植物油脂(或動物油)進(jìn)行氫化加工，用以改善油脂的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。油脂氫化在沒有催化劑存在時(shí)反應(yīng)極其緩慢，因此催化劑的活性對油脂氫化至關(guān)重要，如何提高催化劑的加氫活性是氫化的關(guān)鍵技術(shù)，而鎳系催化劑由于性價(jià)比高是研宄最多的催化劑。
[0003]載體的性質(zhì)對催化劑性能影響顯著，油脂加氫為大分子反應(yīng)，且涉及氣-液-固間的傳質(zhì)過程，因而載體大孔結(jié)構(gòu)的存在將有利于降低反應(yīng)阻力。磁性功能材料的種類繁多，用途廣泛，正在形成一個(gè)規(guī)模宏大的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰(zhàn)略意義。磁性功能材料的發(fā)展趨勢是與其他學(xué)科的交叉，從而獲得一些具有特殊功能的新磁性材料。這些復(fù)合磁性功能材料的出現(xiàn)，有望解決磁性功能材料在實(shí)際應(yīng)用中存在的許多實(shí)際問題，如靶向藥物、固定化酶等等。
[0004]Fe3O4納米粒子作為目前唯一被美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床的磁性納米材料，引起了眾多研宄者的興趣。
[0005]目前，已報(bào)道的鎳系油脂氫化催化劑大多存在用量大和無法從油中分離的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種用于油脂氫化的含金屬鎳的磁性復(fù)合催化劑。目前，Ni和一些貴金屬混合而制成的催化劑也有相關(guān)研宄，但因成本太高而難于工業(yè)化。已報(bào)道的鎳系油脂氫化催化劑大多存在用量大、活性不夠高及無法從油中分離等缺點(diǎn)。為了解決以上問題，本專利提出了在具有超順磁性的載體基礎(chǔ)上負(fù)載金屬鎳的方法制備油脂氫化催化劑，從而使制備的催化劑具有超順磁性。在外加磁場作用下，催化劑與油脂有很好的分離效果。
[0007]本發(fā)明制備催化劑具體操作步驟如下:
步驟一:催化劑的制備:首先采用化學(xué)共沉淀法將具有超順磁性的Fe3O4納米粒子作為最基本的載體，在其基礎(chǔ)上用正硅酸乙酯(TEOS)改性，得到Si02/Fe304核殼粒子；進(jìn)而繼續(xù)用聚乙烯吡咯烷酮-乙烯基三甲氧基硅烷(PVP-DB-171)包覆Si02/Fe304核殼粒子，得到磁性復(fù)合載體？￥?-08-171/^02八^304;在其基礎(chǔ)上負(fù)載金屬鎳，得到磁性復(fù)合Ni/PVP-DB-171/Si02/Fe304催化劑；
步驟二:催化劑的表征分析:該催化劑由鎳負(fù)載在磁性載體PVP-DB-171/
Si02/Fe304組成，鎳的實(shí)際負(fù)載量為24%。載體PVP-DB-171/Si02/Fe304的比飽和磁化強(qiáng)度為23.207emu/g，孔結(jié)構(gòu)(BET)比表面積為10.914m2.g—1，比孔容為0.025cm3.g—1，平均孔徑為 30.013nm。催化劑 Ni/PVP-DB_171/Si02/Fe304 BET 比表面積為 38.944m2.g-1，比孔容為0.078cm3.g'平均孔徑為31.307nm,比飽和磁化強(qiáng)度為9.9204emu/g。
[0008]【附圖說明】:
圖1催化劑載體Fe3O4粒子的磁滯回線；圖2 Si02/Fe304粒子的磁滯回線；圖3PVP-DB-171/Si02/Fe304粒子的磁滯回線；圖 4 磁性 Ni /PVP-DB-171/S1 2/Fe304復(fù)合粒子的磁滯回線；圖5 Fe3O4粒子X衍射(XRD)圖譜；圖6 S1 2/Fe304的XRD圖譜；圖7PVP-DB-171/Si02/Fe304的 XRD 圖譜；圖 8 化劑 Ni/PVP-DB-171/
Si02/Fe304的XRD圖譜；圖9 Fe 304放大50，000倍的掃描電子顯微(SEM)分析；圖10Si02/Fe304放大 100，000 倍的 SEM 分析；圖 11 PVP-DB-171/S1 2/Fe304放大 50，000 倍的 SEM 分析；圖 12 Ni/PVP-DB-171/Si02/Fe304放大 10，000 倍的 SEM 分析；圖 13 載體PVP-DB-171/Si02/Fe304的1吸附-脫附曲線；圖14催化Ni/
PVP-DB-171/Si02/Fe30j9 N2吸附-脫附曲線；圖 15 催化劑 Ni/PVP-DB-171/S1 2 /Fe3O4的孔徑分布曲線。
[0009]【具體實(shí)施方式】:
【具體實(shí)施方式】一:本發(fā)明的目的在于提供一種用于油脂氫化的含金屬鎳的磁性復(fù)合催化劑及其制備方法。通過以下步驟實(shí)現(xiàn):一、催化劑的制備:首先采用化學(xué)共沉淀法將具有超順磁性的Fe3O4納米粒子作為最基本的載體，在其基礎(chǔ)上用正硅酸乙酯(TEOS)改性，得到Si02/Fe304核殼粒子；進(jìn)而繼續(xù)用PVP-DB
-17包覆Si02/Fe304核殼粒子，得到磁性復(fù)合載體PVP-DB-171/S1 2/Fe304;在其基礎(chǔ)上負(fù)載金屬鎳，得到磁性復(fù)合Ni/PVP-DB-171/Si02/Fe304催化劑；二、催化劑的表征分析:該催化劑由鎳負(fù)載在磁性載體PVP-DB- 171/Si02/Fe304組成，鎳的實(shí)際負(fù)載量為24% ;載體PVP-DB-171/Si02/Fe304的比飽和磁化強(qiáng)度為23.207emu/g，孔結(jié)構(gòu)(BET)比表面積為
10.914m2.g-1，比孔容為 0.025cm3.g-1，平均孔徑為 30.013nm。催化劑 Ni /PVP-DB-171/Si02/Fe304 BET 比表面積為 38.944m2.g-1，比孔容為 0.078cm3.g_1，平均孔徑為 31.307nm，比飽和磁化強(qiáng)度為9.9204emu/g。
[0010]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一的不同點(diǎn)在于步驟一中Fe3O4磁性微球的具體制備方法，即取一定比例的Fe2+和Fe3+溶液加入錐形瓶中，均勻混合溶液后開始加熱，待混合物溫度上升至30~50°C時(shí)，勻速緩慢逐滴滴加一定濃度的NaOH溶液，使其pH確定為9~11。再加熱混合物至90°C，熟化30min，加入一定體積的5~20%聚乙二醇(PEG)。冷卻至室溫后，用釹鐵硼永磁鐵將混合物磁分離，再用去離子水洗滌，抽濾，真空干燥，得到Fe3O4磁性微球。其它步驟與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0011]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一的不同點(diǎn)在于步驟一中S12 /Fe3O4核殼粒子的制備方法，即在氮?dú)獗Ｗo(hù)、磁力攪拌和超聲儀分散作用下，將一定濃度的Na+水溶液于30°C緩慢滴入到含有FeCl 3.6H20、FeCl2.4
H20、SDS的等體積比的蒸餾水和乙醇的混合液中，攪拌反應(yīng)l~4h，采用釹鐵硼永磁鐵將混合物磁分離，用去離子水洗至中性。加入一定比例的甲苯、TE0S、氨水、H20、油酸，室溫下機(jī)械攪拌12~24 h，60-90°C回流l~6h。采用釹鐵硼永磁鐵將混合物磁分離，用乙醇洗滌，再用去離子水洗滌，得