[發(fā)明專利]一種負(fù)載硅型離子液體催化劑

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410643445.1
• 申請(qǐng)日: 2014-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN105642343B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭立穎;史君;賀俊海;程光劍;黃集鉞;呂潔;李志宇;田振英;曹微;王紅;韓秋萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J31/02
• 分類號(hào): B01J31/02;C07D317/38
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 王玉雙;祁建國(guó)

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種負(fù)載硅型離子液體催化劑。首先用甲基咪唑或烷基咪唑與鹵代烷基醇/酸反應(yīng)，制備出帶有活性基團(tuán)的咪唑離子液體備用；再將正硅酸四乙酯和乙醇加入到固定容積的容器中混合加熱，并施以攪拌，然后其滴加到離子液體混合溶液中，攪拌并滴加鹽酸至懸浮體系中，逐漸凝固成膠體狀；最后在60℃條件下陳化膠體2～6h后，將凝膠狀體系干燥，得固體產(chǎn)物，研磨后得淡黃色固體粉末。即為負(fù)載硅型咪唑離子液體催化劑。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：該催化劑具有較好的催化協(xié)同效應(yīng)與基位隔離效應(yīng)，活性高、選擇性好，可循環(huán)使用。催化過程免用輔助催化劑或溶劑并可在較溫和的條件下即可得到高收率、高純度的碳酸乙烯酯新產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種負(fù)載硅型離子液體催化劑，特別涉及一種通過催化二氧化碳與環(huán)氧乙烷環(huán)加成反應(yīng)制備碳酸乙烯酯所用催化劑。

背景技術(shù)

碳酸乙烯酯是生產(chǎn)聚酰胺、聚丙烯腈、聚氯乙烯等高聚物的良好溶劑，還可用作紡織上的抽絲液和其他化工助劑，也可作為脫除工業(yè)酸性氣體的溶劑及混凝土的添加劑。在醫(yī)藥方面可用作制藥的組分和有機(jī)合成中間體，還可用作塑料發(fā)泡劑及合成潤(rùn)滑油的穩(wěn)定劑。在電容電池工業(yè)上，EC和碳酸丙烯酯的混合溶液具有較高的介電常數(shù)，可作為鋰電池的電解液，隨著手機(jī)及電腦的日漸普及，市場(chǎng)需求量及發(fā)展?jié)摿薮蟆＝陙恚瑖?guó)內(nèi)外還開發(fā)了以EC為原料合成呋喃唑酮、以及碳酸二甲酯(DMC)聯(lián)產(chǎn)乙二醇(EG)的技術(shù)，進(jìn)一步拓寬了碳酸乙烯酯的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)價(jià)值。

目前，連續(xù)釜式反應(yīng)或管式反應(yīng)的碳酸乙烯酯生產(chǎn)多采用季銨鹽類催化劑，該類催化劑的活性和選擇性高，生產(chǎn)成本低，但催化過程中溫度高、壓力大，催化劑活性組分易流失、壽命短、用量大，產(chǎn)率不夠高。因此，尋求環(huán)境友好的新型高效催化劑是研究環(huán)氧乙烷與二氧化碳直接加成反應(yīng)制備碳酸乙烯酯的動(dòng)力，目前已發(fā)現(xiàn)許多催化劑對(duì)此反應(yīng)有催化效果，如過渡金屬配合物、主族元素配合物、季銨鹽、膦鹽和堿金屬鹽、離子液體等催化體系。

專利1817877和1817878分別公開了一種環(huán)狀碳酸酯的合成方法和高活性催化劑催化制備環(huán)狀碳酸酯的方法，采用過渡金屬鹽分別和二齒離子液體與鹵化季磷鹽類離子液體組成的二元催化劑。專利101037431公開了二氧化碳和環(huán)氧化合物環(huán)加成反應(yīng)合成環(huán)狀碳酸酯的方法，采用金屬鹽、離子液體以及季銨鹽組成催化劑，反應(yīng)壓力為0.5-10MPa，反應(yīng)溫度30-200℃。專利1631886公開了環(huán)狀碳酸酯的合成方法，采用鋅鹽和咪唑鹵代鹽、吡啶鹵代類離子液體，季銨鹽中的一種作為催化劑，反應(yīng)壓力為0.5-5MPa，反應(yīng)溫度50-200℃，經(jīng)過催化二氧化碳和環(huán)氧化物制備環(huán)狀碳酸酯。這些離子液體催化劑都需要添加輔助催化劑，且在較高的溫度或較高壓力下才能保證較理想的催化活性，且難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)。

專利102049303A公開了一種合成碳酸丙烯酯的催化劑及其制備方法，催化劑是由鋅鹽、鹵素和有機(jī)胺為活性組分，以二氧化硅為載體實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的催化過程，反應(yīng)溫度150-170℃，壓力3-4MPa，反應(yīng)時(shí)間8h。該催化過程反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，催化活性易流失。

專利102294264A公開了一種用于環(huán)氧乙烷和二氧化碳制備碳酸乙烯酯的核殼型催化劑及其制備方法，該催化體系是以二氧化硅微球?yàn)楹讼啵跃垡蚁﹣啺方j(luò)合的金屬鹽為殼相，該催化劑活性高且活性組分不易流失，但是催化劑用量大，難回收，制備工藝較復(fù)雜，催化劑穩(wěn)定性較差，因此工業(yè)化意義不大。