[發明專利]一種二甲基亞砜的制備方法及其使用的催化劑和催化劑組合物

有效

• 申請號: 201210588938.0
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103041824A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 王永東;黃志鵬;祝詩發;操基元;高慶;程穩
• 申請（專利權）人: 廣州遠圖生物科技有限公司;廣州自遠生物科技有限公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J23/46;B01J31/32;B01J31/28;C07C317/04;C07C315/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

????本發明涉及有機合成化學領域，更具體地，涉及一種二甲基亞砜的制備方法

及其使用的催化劑和催化劑組合物。

背景技術

二甲基亞砜(Dimethyl?sulfoxide或DMSO)，是分子式為(CH₃)₂SO的化學物質，為重要的極性非質子溶劑，其對化學反應具有特殊溶媒效應和對許多物質的溶解特性，被稱為“萬能溶媒”。其在石油、化工、醫藥、電子、印染、塑料、合成纖維等行業都有廣泛應用。近年來，它作為防凍劑、剎車油、稀有金屬提取劑等新用途也在日益擴展。

二甲基亞砜生產主要以甲醇和二硫化碳或硫化氫為原料合成二甲基硫醚，再經氧化劑氧化生成二甲基亞砜。

由于所用氧化劑和氧化方法不同，二甲基亞砜有不同的生產工藝。現有工藝包括使用γ-Al₂O₃作催化劑，與二氧化氮或硝酸氧化得二甲基亞砜。CN1887422A用四氧化二氮氣化生成的二氧化氮氣體，進入二甲基硫醚的氧化反應器作為催化劑使用。該發明優化了之前采用亞硝酸鈉與濃硫酸在反應釜中直接生成二氧化氮與一氧化氮混合氣體催化硫醚氧化的工藝，減少了環境污染與副反應的發生，但是氮氧化物同樣會對設備腐蝕，容易泄露，后處理時需要處理酸性廢水等，不符合清潔生產條件。也有使用二甲硫醚與雙氧水反應生產二甲基亞砜，對環境無污染，但是雙氧水價格較高，用量大，有一定安全隱患，不適合大規模生產。還有使用臭氧作氧化劑的，價格便宜，提純簡單，但是原料轉化率太低，只有不到30%。CN1397533A利用溶膠-凝膠方法固載的過渡金屬絡合物催化劑，用空氣作氧化劑，能使反應在很溫和的條件進行，但是需要加入異戊醛作還原劑，導致成本過高。CN102161633A使用硝酸鈰空氣氧化硫醚，雖然轉化率及選擇性都不錯，但是后處理需要萃取以及硅膠柱分離，不適合工業化生產。

發明內容

本發明所要解決的首要技術問題是，為了克服現有技術的上述不足，提供一種一種催化劑。該催化劑具有高效、綠色環保等優點，能夠回收并重復套用，能以空氣或氧氣為單一氧化劑，在較溫和的條件下催化氧化二甲基硫醚制備二甲基亞砜，并且實現零排放。

本發明所要解決的次要技術問題是，提供所述催化劑的制備方法。

本發明所要解決的另一技術問題是，提供一種催化劑組合物。

本發明所要解決的再一技術問題是，提供一種催化劑組合物的制備方法。

本發明所要解決的再一技術問題是，提供一種二甲基亞砜的制備方法。

本發明所要解決的上述技術問題通過以下技術方案予以實現：

一種催化劑，其通式為aFe₂O₃·bCuO·cMnO₂·dRuO₂·eRh₂O₃·fAl₂O₃；其中a、b、c獨立選自0~15，d、e、f獨立選自0.01~10。

作為一種優選方案，a、b、c獨立選自0~5，d、e、f獨立選自0.05~3。

最為一種進一步優選方案，a選自0~3，b選自0~1，c選自0~2，d選自0.05~0.5，e選自0.05~0.2，f選自0.5~1。

最為一種最優選方案，a選自1~3，b選自0.5~1，c選自0.5~2，d選自0.05~0.1，e選自0.05~0.1，f選自0.5~1。

一種制備上述催化劑的方法，包括如下步驟：按所需制備的催化劑aFe₂O₃·bCuO·cMnO₂·dRuO₂·eRh₂O₃·fAl₂O₃的摩爾比例，稱取三氧化二鐵、氧化銅、二氧化錳、氧化釕、氧化銠、氧化鋁，混勻后在50~500℃下焙燒0.5~24小時，冷卻得到。

作為一種優選方案，上述焙燒溫度為100~400℃，焙燒時間為0.5~10小時。

一種催化劑組合物，包含上述催化劑和光敏劑，所述催化劑與光敏劑的質量比為1:0.1~10。

光敏劑為可吸收一定波長的光能，把光能傳遞到一些對光不敏感的反應物上，提高其反應活性的物質。

作為一種優選方案，所述的所述催化劑與光敏劑的質量比為1:0.1~5。

作為一種最優選方案，所述的所述催化劑與光敏劑的質量比為1:0.1~1。