[發(fā)明專利]一種硅膠包裹多金屬納米粒子和活性炭粉的復(fù)合型催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910071122.9
• 申請日: 2009-11-04
• 公開（公告）號: CN101700495A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王延吉;丁曉墅;岳川;趙新強;王淑芳
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J32/00;B01J37/00;C07C69/96;C07C68/00
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于碳酸二甲酯的合成，具體為一種硅膠包裹多金屬納米粒子和活性炭粉的復(fù)合型催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

技術(shù)背景：

碳酸二甲酯(Dimethyl?Carbonate，簡稱DMC)是近年來受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注的典型綠色化工產(chǎn)品，由于分子結(jié)構(gòu)中含有-CH₃、-C＝O、-O-CH₃、-COOCH₃等官能團，可以進行甲基化、羰基化、甲氧基化和羧甲基化等反應(yīng)，能代替劇毒的硫酸二甲酯(DMS)、光氣(COCl₂)、氯甲烷(CH₃Cl)和氯甲酸甲酯(ClCOOCH₃)與多種醇、酚、肼及酯類化合物進行反應(yīng)合成許多高附加值的下游產(chǎn)品，因而在塑料、染料、食品添加劑、醫(yī)藥和農(nóng)藥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，而被稱為有機合成的“新模塊”。由于具有優(yōu)良的溶解性能，不僅與其他溶劑的相溶性好，還具有較高的蒸發(fā)溫度及蒸發(fā)速度快等特點，可以作為低毒溶劑用作涂料溶劑和醫(yī)藥行業(yè)的溶媒等。由于DMC分子中的含氧量高達53％，具有提高汽油辛烷值的作用，且在汽油中有良好的可溶性和低蒸汽壓；因而可作為最有潛力的汽油添加劑。

合成碳酸二甲酯的主要方法有光氣法、酯交換法和甲醇氧化羰基化法。光氣法存在工藝復(fù)雜、反應(yīng)周期長、原料劇毒、污染環(huán)境及腐蝕設(shè)備等缺點；酯交換法雖然具有收率高，反應(yīng)條件溫和，工藝簡單，設(shè)備要求低等優(yōu)點，但是由于酯交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，為了提高單程轉(zhuǎn)化率，必須提高醇酯比，這樣勢必存在單位容積生產(chǎn)能力低、能耗高的問題；而以甲醇、一氧化碳和氧氣為原料直接氧化羰基化合成碳酸二甲酯的工藝路線先進、操作連續(xù)且簡便、且對環(huán)境污染較小，被認為是相當有前途的DMC合成工藝，也是目前國內(nèi)外競相開發(fā)的合成工藝。按反應(yīng)相可分為液相法、氣相兩步法和氣相一步法。1983年意大利Enichem?Synthetic公司(Enichem?sintes.Process?and?catalyst?for?preparing?organic?carbonates[P].EP463678.1992-01-02.)將液相法工藝實現(xiàn)了工業(yè)化，該方法中將CuCl催化劑置于淤漿反應(yīng)器中；此工藝成熟可靠、安全性高、無劇毒化學(xué)品的使用和產(chǎn)生，但是由于采用了液相催化劑，并存在游離氯，導(dǎo)致設(shè)備腐蝕嚴重、產(chǎn)品及催化劑分離難、催化劑循環(huán)利用差及失活等問題。日本宇部興產(chǎn)公司(Nishihaira?K，Yoshida?S，Tanakashuj?I.Process?for?continuously?producing?dimethylcarbonate[P].JP5631396.1997.)開發(fā)的氣相兩步法生產(chǎn)碳酸二甲酯的工藝，以鈀為催化劑，亞硝酸甲酯為中間體，與液相法相比，采用了固定床反應(yīng)器，產(chǎn)物與催化劑分離容易，且反應(yīng)在無水條件下進行，催化劑壽命增加，非氧氣氛圍使得爆炸危險性降低，但存在工藝復(fù)雜，副產(chǎn)草酸二甲酯以及過程涉及的NO污染環(huán)境等問題。一步合成法現(xiàn)在仍處于研發(fā)階段，此工藝路線是以甲醇、一氧化碳和氧氣為原料，在相態(tài)為氣相時一步直接合成碳酸二甲酯；此反應(yīng)的特點是原料便宜易得、毒性小、工藝簡單、成本低等，是一種極有發(fā)展前景的工藝路線；該合成工藝的關(guān)鍵是高效催化劑的開發(fā)。