[發(fā)明專利]介孔結(jié)構(gòu)金屬有機(jī)配位化合物多相催化劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010130835.0
• 申請(qǐng)日: 2010-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101791575A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃建林;朱鳳霞;楊旭石;張昉;李和興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海師范大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J31/22
• 分類號(hào): B01J31/22;B01J37/34;C07D311/30
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 楊杰民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多相催化劑的制備方法，具體地說(shuō)是一種介孔 結(jié)構(gòu)金屬有機(jī)配位化合物多相催化劑的制備方法。

技術(shù)背景

催化劑是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的一種重要物料，它對(duì)化工生產(chǎn)的效 益起決定性作用。根據(jù)催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的存在形式，可以分為 多相催化劑和均相催化劑。現(xiàn)有技術(shù)中大多數(shù)工業(yè)催化劑是多相催 化劑。多相催化劑的優(yōu)點(diǎn)是催化劑的活性組分可以廣泛變化；使用 的溫度范圍廣；催化劑容易從產(chǎn)品中分離；容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。但是 其缺點(diǎn)是：1、催化劑的設(shè)計(jì)或改進(jìn)困難。2、由于表面的不均一性， 表面活性組分的利用率有限。3、催化反應(yīng)的方向不容易控制，活性 與選擇性都不能達(dá)到最佳效果。與之相對(duì)應(yīng)，由于均相催化劑中的 配位基可以適當(dāng)選擇，使活性中心原子周圍有特定的電子與空間性 質(zhì)，使它能針對(duì)促進(jìn)某一反應(yīng)而具有高度的選擇性。在均相催化劑 中所有的活性中心原子均勻分散，能夠發(fā)揮最大催化活性。使均相 催化劑具有比多相催化劑高得多的活性中心利用率。均相催化劑與 多相催化劑相比較，在低溫、低壓更為溫和的條件下進(jìn)行反應(yīng)，降 低了能耗損失。均相催化劑雖然具有上述的優(yōu)點(diǎn)，但是由于催化劑 無(wú)法回收，造成經(jīng)濟(jì)效益低，使其廣泛使用難以實(shí)現(xiàn)。此外由于其 本身的不穩(wěn)定性、腐蝕性、污染目標(biāo)產(chǎn)品、難分離，給下一步反應(yīng) 帶來(lái)困難等諸多缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的。因而研究均相催化劑的固載， 在理論上和實(shí)踐上均具有重大意義。已有技術(shù)大部分均相催化劑的 固載都是通過(guò)配體作為一個(gè)橋梁，將活性位與載體連接起來(lái)，達(dá)到 固載的目的。這種方法通常會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題如催化劑不穩(wěn)定；活性 位在載體上分布不均勻；空間位阻增大，配體對(duì)催化活性中心微環(huán) 境的改變等。為了更好解決這些問(wèn)題，發(fā)明一種利用微波技術(shù)制備 既有均相催化劑高活性的優(yōu)點(diǎn)，又有多相催化劑可回收再利用的優(yōu) 點(diǎn)，具有介孔結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)配位化合物多相催化劑是十分必要的。

本發(fā)明在催化劑技術(shù)領(lǐng)域，首次制備同時(shí)具有均相催化劑高活 性和多相催化劑的優(yōu)點(diǎn)的具有介孔結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)配位化合物催化 劑，具有明顯的新穎性和創(chuàng)造性；同時(shí)在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛 的實(shí)用性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用微波技術(shù)制備既有均相催 化劑高活性的優(yōu)點(diǎn)，又有多相催化劑可回收再利用優(yōu)點(diǎn)，具有介孔 結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)配位化合物多相催化劑的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種介孔結(jié)構(gòu)金屬有機(jī)配位化合物多相催化劑的制備方法，其 步驟是：

(1)在微波條件下，將四氯化鋯、1，4-對(duì)苯二甲酸、N，N-二甲基甲 酰胺溶劑混合，其中四氯化鋯，對(duì)苯二甲酸，N，N-二甲基甲酰胺的摩 爾比為1.2∶1∶1749；室溫下攪拌至溶液澄清；

(2)將澄清的溶液加入到微波反應(yīng)器中，400W微波加熱2-4 分鐘，除去上層清液，余下固體物質(zhì)用N，N-二甲基甲酰胺，洗滌 3次；

(3)將上述洗滌后的物質(zhì)真空干燥處理，制得金屬有機(jī)配位化 合物非均相催化劑。

步驟(1)中微波條件是功率為400-1000W、時(shí)間1-10分鐘。

步驟(1)中先將四氯化鋯和對(duì)苯二甲酸分別溶解于N，N-二甲基甲 酰胺中，后將兩溶液混合均勻持續(xù)攪拌0.5h。

步驟(1)為25℃，攪拌混合溶劑0.5h。

步驟(2)將20mL含四氯化鋯、1，4-對(duì)苯二甲酸、N，N-二甲基甲 酰胺的澄清混合溶液慢慢倒入微波反應(yīng)器中，微波功率400W，時(shí) 間4分鐘，得到的產(chǎn)物用N，N-二甲基甲酰胺洗滌、離心，棄去上 層清液，重復(fù)3次。

步驟(3)中所述真空干燥溫度160℃，時(shí)間24h。

本發(fā)明的要點(diǎn)是：利用微波技術(shù)制備具有介孔結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)配 位化合物多相催化劑。

(1)在微波條件下，先將四氯化鋯和1，4-對(duì)苯二甲酸分別溶 解于N，N-二甲基甲酰胺DMF中，再將兩溶液混合持續(xù)攪拌0.5h， 至溶液均勻；

(2)將混合后澄清的溶液加入到微波反應(yīng)器中，在微波 條件下進(jìn)行反應(yīng)，等反應(yīng)完成后除去上層清液，剩下固體物 質(zhì)用N，N-二甲基甲酰胺多次洗滌；

(3)將洗滌完所得到的固體于溫度為160℃的條件下真 空干燥24h，制得具有介孔結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)配位化合物多相催化 劑。

本發(fā)明中使用的微波反應(yīng)器型號(hào)為MDS-6。

本發(fā)明方法的具體操作為：