[發明專利]一種介孔固體強堿催化劑、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201210360931.3
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102824924A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 孫林兵;劉曉勤;劉曉艷;劉定華
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01J29/70
• 分類號: B01J29/70;B01J29/035;C07C69/96;C07C68/06
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 郭百濤

1.一種介孔固體強堿催化劑，其特征在于該固體堿催化劑是由介孔載體、能夠保護介孔載體孔道結構的鍍飾層和強堿性物構成，其中所述的鍍飾層為氧化鋯或碳，所述的強堿性物含量為0.5~7.6mmol·g^-1。

2.根據權利要求1所述的介孔固體強堿催化劑，其特征在于所述的介孔載體為介孔氧化硅SBA-15、MCM-41、MCM-48中的一種或幾種組成。

3.根據權利要求2所述的介孔固體強堿催化劑，其特征在于所述的介孔氧化硅是以正硅酸四乙酯為硅源，以表面活性劑作為模板，通過自組裝的方法制備，模板劑在空氣氣氛下焙燒脫除。

4.根據權利要求1所述的介孔固體強堿催化劑，其特征在于所述的鍍飾層為氧化鋯時以硝酸氧鋯、氧氯化鋯、硝酸鋯中的一種或幾種為前驅體進行引入；所述的鍍飾層為碳時以呋喃甲醇、蔗糖、酚醛樹脂中的一種或幾種為前驅體進行引入。

5.根據權利要求1所述的介孔固體強堿催化劑，其中所述的強堿性物由堿前驅體采用濕浸漬法引入，所述的堿前驅體為硝酸鋰、硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸銣、硝酸銫、硝酸鎂、硝酸鈣、硝酸鍶、硝酸鋇及對應的醋酸鹽中的一種或幾種組成。

6.一種如權利要求1-5任一所述的介孔固體強堿催化劑的制備方法，包括介孔載體合成、能夠保護介孔載體孔道結構的鍍飾層引入和強堿性物引入，其特征在于：

所述的能夠保護介孔載體孔道結構的鍍飾層為氧化鋯時其引入方法如下：稱取前驅體溶解在去離子水中，加入介孔載體，于室溫攪拌12-24h在60-90℃水浴中蒸干，然后將負載前驅體的樣品放在敞口容器內，并將該容器放到含質量百分比濃度為14-28%氨水的聚四氟乙烯高壓釜內，同時氨水溶液和固體不接觸，將密封好的高壓釜放在烘箱中60-80℃處理0.5-1h，處理后的樣品在60-120℃下干燥，將得到的白色粉末置于管式爐中通空氣于400-550℃焙燒4-6h，即得到能夠保護介孔載體孔道結構的氧化鋯鍍飾層；

所述的能夠保護介孔載體孔道結構的鍍飾層為碳時其引入方法如下：將前驅體與草酸按質量比10:1的量溶解在乙醇中，加入介孔載體，在70-90℃下攪拌至溶液揮干，將此混合物置于140-170℃烘箱中預碳化3-12h并抽真空1-3h，除掉未聚合的前驅體，再將抽真空后的樣品轉移到管式爐中在惰性氣氛保護下700-900℃碳化3-5h，即得到能夠保護介孔載體孔道結構的碳鍍飾層。

7.根據權利要求6所述的介孔固體強堿催化劑的制備方法，其特征在于強堿性物的引入方法是由堿前驅體采用濕浸漬法引入，步驟如下：稱取堿前驅體溶解在去離子水中，在攪拌狀態下加入具有能夠保護介孔載體孔道結構的鍍飾層的載體，在室溫下攪拌12-24h后置于60-90℃水浴中蒸干，然后在80-120℃烘箱中烘干4-8h，將得到的樣品在400-550℃惰性氣體保護下活化，使之產生強堿性位。

8.一種如權利要求1-5任一所述的介孔固體強堿催化劑在酯交換反應中的應用。

9.根據權利要求8所述的介孔固體強堿催化劑在酯交換反應中的應用，其特征在于是在以碳酸乙烯酯與甲醇為原料制備碳酸二甲酯中的應用。

10.根據權利要求9所述的介孔固體強堿催化劑在酯交換反應中的應用，其特征在于所述的在以碳酸乙烯酯與甲醇為原料制備碳酸二甲酯中的應用主要包括以下步驟：將甲醇、碳酸乙烯酯和介孔固體強堿催化劑放入三頸燒瓶中，甲醇和碳酸乙烯酯的摩爾比為5:1，催化劑用量為原料甲醇質量的0.2-5%，反應溫度為60-80°C，壓力為常壓，回流攪拌條件下反應0.5~4h后，經離心分離得到碳酸二甲酯。