一种表面改性纳米氧化钙的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及氧化钙领域，特别是涉及一种表面改性纳米氧化钙的制备方法。
【背景技术】
[0002]生物柴油具有可再生、可降解、无毒、闪点高、十六烷值高、环境友好等优点，是由动植物油脂与短链醇发生酯交换反应而制成的绿色燃料。在上述酯交换反应过程中，通常需要添加催化剂来提高反应活性。碱土金属氧化物来源广泛，价格低廉，是目前生物柴油制备中应用广泛的固体碱催化剂。在碱土金属氧化物中，氧化钙催化剂具有发展潜力。但现有氧化钙用于制备生物柴油催化剂时存在如下缺点:1、氧化钙的亲水性较强，其表面极易吸收空气中的水和二氧化碳而失活;2、氧化钙颗粒的比表面积相对较小，催化性能有待提高。
【发明内容】
[0003]本发明主要解决的技术问题是提供一种表面改性纳米氧化钙的制备方法，能够解决现有方法制备的氧化钙在用于生物柴油催化剂领域存在的上述缺陷。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种表面改性纳米氧化钙的制备方法，包括如下步骤:
(1)制备纳米氧化I丐前驱体:向带有冷凝回流和磁力搅拌功能的反应Il中加入一定质量比的硝酸钙和聚乙二醇，并用有机溶剂溶解，磁力搅拌下加入缓冲剂，调节混合溶液的PH值至7?9;
(2)制备纳米氧化钙:将步骤(I)中调节pH值后的混合溶液在75?85°C下回流冷凝I?
1.5h，然后减压过滤，将固体过滤物干燥，烧结，得到所述纳米氧化钙；
(3)制备表面改性溶液:将改性剂和有机溶剂按一定体积比混合溶解，制备成表面改性溶液；
(4)表面改性处理:按改性剂与纳米氧化钙的液固比为0.01?0.03mL/g的比例将步骤
(2)中制备的纳米氧化钙加入到步骤(3)中制备的表面改性溶液中，超声混合均匀;然后在70?75 °C下加热回流2?3h，冷却后抽干，用有机溶剂洗涤3次以上，烘干并装入干燥瓶中密封，得到所述表面改性纳米氧化钙。
[0005]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(I)中，所述硝酸钙和聚乙二醇的质量比为2?3:1.2?1.8;所述缓冲剂为氨水与冰醋酸以2?3:1的质量比混合的混合物;所述聚乙二醇为聚乙二醇6000。
[0006]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(2)中，所述干燥条件为:温度75?80°C，时间30?60min;所述烧结工艺为:以10°C/min的速率升温至500?600°C，再以3?5°C/min的速率升温至850?900 °C，保温0.5?Ih。
[0007]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(3)中，所述改性剂和有机溶剂按一定体积比为3?8ml: 1L。
[0008]在本发明一个较佳实施例中，所述改性溶剂为体积比为I?2:3的烷偶联剂KH570和溴代正丁烷的混合液。
[0009]在本发明一个较佳实施例中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇或丙醇。
[0010]本发明的有益效果是:本发明一种表面改性纳米氧化钙的制备方法，操作简便，容易实现，改性后的纳米氧化钙颗粒均匀、稳定，具有良好的憎水性能，可有效避免空气中水和二氧化碳的侵蚀而失效，具有较高的催化活性，在生物柴油制备利用具有良好的应用前景。
【具体实施方式】
[0011]下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0012]本发明实施例包括:
实施例1
一种表面改性纳米氧化钙的制备方法，包括如下步骤:
(1)制备纳米氧化I丐前驱体:向带有冷凝回流和磁力搅拌功能的反应Il中加入质量比为2:1.2的硝酸钙和聚乙二醇6000，并用甲醇溶解，磁力搅拌下加入混合质量比为2:1的氨水、冰醋酸混合溶液为缓冲剂，调节混合溶液的PH值至7;
(2)制备纳米氧化钙:将步骤(I)中调节pH值后的混合溶液在75°C下回流冷凝1.5h，然后减压过滤，将固体过滤物在75?80°C下干燥30?60min，然后以10°C/min的速率升温至5000C，再以3°C/min的速率升温至850°C，保温烧结lh，得到所述纳米氧化钙；
(3)制备表面改性溶液:将改性剂和有机溶剂按体积比为3ml:1L的比例混合溶解，制备成表面改性溶液;其中，所述改性溶剂为体积比为1: 3的烷偶联剂KH570和溴代正丁烷的混合液；
(4)表面改性处理:按改性剂与纳米氧化钙的液固比为0.01mL/g的比例将步骤(2)中制备的纳米氧化钙加入到步骤(3)中制备的表面改性溶液中，超声混合均匀;然后在70°C下加热回流3h，冷却后抽干，用有机溶剂洗涤3次以上，烘干并装入干燥瓶中密封，得到所述表面改性纳米氧化钙。
[0013]实施例2
一种表面改性纳米氧化钙的制备方法，包括如下步骤:
(1)制备纳米氧化I丐前驱体:向带有冷凝回流和磁力搅拌功能的反应Il中加入质量比为3:1.8的硝酸钙和聚乙二醇6000，并用甲醇溶解，磁力搅拌下加入混合质量比为3:1的氨水、冰醋酸混合溶液为缓冲剂，调节混合溶液的PH值至9;
(2)制备纳米氧化钙:将步骤(I)中调节pH值后的混合溶液在85°C下回流冷凝lh，然后减压过滤，将固体过滤物在75?80°C下干燥30?60min，然后以10°C/min的速率升温至6000C，再以5°C/min的速率升温至900°C，保温烧结0.5h，得到所述纳米氧化钙；
(3)制备表面改性溶液:将改性剂和有机溶剂按体积比为8ml:1L的比例混合溶解，制备成表面改性溶液;其中，所述改性溶剂为体积比为2: 3的烷偶联剂KH570和溴代正丁烷的混合液；
(4)表面改性处理:按改性剂与纳米氧化钙的液固比为0.03mL/g的比例将步骤(2)中制备的纳米氧化钙加入到步骤(3)中制备的表面改性溶液中，超声混合均匀;然后在75°C下加热回流2h，冷却后抽干，用有机溶剂洗涤3次以上，烘干并装入干燥瓶中密封，得到所述表面改性纳米氧化钙。
[0014]上述方法得到的表面改性纳米氧化钙为白色蓬松状粉末，平均粒径为30?50nm且粒度更均一，在有机相中分散较好而在水中基本不分散，压片后所测接触角为115.8°。
[0015]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种表面改性纳米氧化钙的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)制备纳米氧化I丐前驱体:向带有冷凝回流和磁力搅拌功能的反应爸中加入一定质量比的硝酸钙和聚乙二醇，并用有机溶剂溶解，磁力搅拌下加入缓冲剂，调节混合溶液的PH值至7?9; (2)制备纳米氧化钙:将步骤(I)中调节pH值后的混合溶液在75?85°C下回流冷凝I?1.5h，然后减压过滤，将固体过滤物干燥，烧结，得到所述纳米氧化钙； (3 )制备表面改性溶液:将改性剂和有机溶剂按一定体积比混合溶解，制备成表面改性溶液； (4)表面改性处理:按改性剂与纳米氧化钙的液固比为0.0l?0.03mL/g的比例将步骤(2)中制备的纳米氧化钙加入到步骤(3)中制备的表面改性溶液中，超声混合均匀;然后在70?75 °C下加热回流2?3h，冷却后抽干，用有机溶剂洗涤3次以上，烘干并装入干燥瓶中密封，得到所述表面改性纳米氧化钙。2.根据权利要求1所述的表面改性纳米氧化钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中，所述硝酸钙和聚乙二醇的质量比为2?3:1.2?1.8;所述缓冲剂为氨水与冰醋酸以2?3:1的质量比混合的混合物;所述聚乙二醇为聚乙二醇6000。3.根据权利要求1所述的表面改性纳米氧化钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述干燥条件为:温度75?80°C，时间30?60min;所述烧结工艺为:以10°C/min的速率升温至500?600°C，再以3?5°C/min的速率升温至850?900°C，保温0.5?lh。4.根据权利要求1所述的表面改性纳米氧化钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述改性剂和有机溶剂按一定体积比为3?8ml: 1L。5.根据权利要求4所述的表面改性纳米氧化钙的制备方法，其特征在于，所述改性剂为体积比为I?2:3的烷偶联剂KH570和溴代正丁烷的混合液。6.根据权利要求1所述的表面改性纳米氧化钙的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇、乙醇或丙醇。
【专利摘要】本发明公开了一种表面改性纳米氧化钙的制备方法，包括如下步骤：（1）制备纳米氧化钙前驱体；（2）制备纳米氧化钙；（3）制备表面改性溶液；（4）表面改性处理。上述方法得到的表面改性纳米氧化钙为白色蓬松状粉末，平均粒径为30～50nm且粒度更均一，在有机相中分散较好而在水中基本不分散，压片后所测接触角为115.8°。本发明一种表面改性纳米氧化钙的制备方法，操作简便，容易实现，改性后的纳米氧化钙颗粒均匀、稳定，具有良好的憎水性能，可有效避免空气中水和二氧化碳的侵蚀而失效，具有较高的催化活性，在生物柴油制备利用具有良好的应用前景。
【IPC分类】B01J31/26, C10L1/02, B01J23/02, C11C3/10
【公开号】CN105642360
【申请号】
【发明人】周建新
【申请人】常熟市宏宇钙化物有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月28日