[發明專利]摻氮炭黑負載鈀鉍合金催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711306025.4
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN109894135B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 汪信;夏佳偉;胡永珂;李斌棟;付永勝;朱俊武
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J23/644;B01J37/34;B01J37/10;B01J32/00;C07C67/08;C07C69/78;C07C51/265;C07C63/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發明公開了一種摻氮炭黑負載鈀鉍合金催化劑及其制備方法和應用。所述的催化劑由Pd_xBi_y合金、摻氮炭黑復合而成，所述Pd_xBi_y合金的質量分數為10~30%，其中，x、y為鈀、鉍兩種金屬的原子比，x、y的比為9:1~5:5；所述催化劑在溫和反應條件下可實現醇的高效選擇性氧化酯化，得到相應的酯類化合物。本發明鈀鉍合金催化劑合成方法簡單，合成條件寬松，易于回收再利用，載體與金屬以及金屬與金屬間的協同效應可極大地提升催化劑活性；利用所述合金催化劑催化醇類氧化酯化反應，具有高效環保、反應條件溫和、操作簡單、產物的選擇性好、產率高、易分離等優點。

技術領域

本發明屬于材料制備領域，涉及一種負載型鈀鉍合金催化劑，具體涉及一種用于醇氧化酯化反應的摻氮炭黑負載鈀鉍合金催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

有機羧酸酯是一種重要的化工中間體原料，酯結構廣泛存在于醫藥、農藥及香料制品中，在有機化工生產中發揮著不可或缺的重要作用。傳統有機羧酸酯的合成方法是在路易斯酸催化下羧酸或其衍生物與醇進行酯化反應。而工業上多采用濃硫酸作為催化劑，以致存在腐蝕設備、副反應多和反應廢液難處理等問題。隨著近些年新型雜多酸、固體超強酸及離子液體的開發，酸醇酯化得到了進一步的發展，反應酯化效率得到了明顯提高。但這些方法各自存在危害環境、成本較高、后處理復雜、反應條件苛刻或反應時間較長等方面的缺點。與之相比，由醇一步生成酯的反應被視為最為直接、經濟、有效且較為綠色的合成途徑。

Pd催化醇氧化酯化研究較廣。Matthias Beller等采用Pd(OAc)₂催化劑，以甲醇或甲苯為溶劑，在配體作用下，以AgPF₆或AgBF₄為添加劑實現了醇的氧化酯化反應，但反應溫度較高，反應耗時較長[Gowrisankar S,Neumann H,Beller M.General and selectivepalladium‐catalyzed oxidative esterification of alcohols[J].Angewandte ChemieInternational Edition,2011,50(22):5139-5143.]。徐利文等采用Pd(OAc)₂與BiCl₃為共催化劑催化醇氧化酯化反應，期間需加入2摩爾當量的堿以及聚甲基氫硅氧烷作為添加劑。該催化體系中BiCl₃的加入可大大加速反應并降低反應溫度，然而，均相催化體系的采用依舊存在催化劑回收難，分離難，反應后處理復雜等問題[Bai X F,Ye F,Zheng L S,etal.Hydrosilane and bismuth-accelerated palladium catalyzed aerobic oxidativeesterification of benzylic alcohols with air[J].Chemical Communications,2012,48(68):8592-8594.]。