[發(fā)明專利]一種戊二醛氧化制戊二酸用含鎢功能化介孔分子篩催化劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810131730.3
• 申請(qǐng)日: 2018-02-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108355703A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂志果;靳滿滿;郭振美
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J29/03
• 分類號(hào): B01J29/03;C07C51/285;C07C55/12
• 代理公司: 青島中天匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團(tuán)代

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種戊二醛氧化制戊二酸用含鎢功能化介孔分子篩催化劑及其制備方法。該催化劑是一種功能化介孔分子篩SBA?15負(fù)載鎢催化劑(W?SBA?15)，鎢采用后合成的方法引入到功能化介孔分子篩SBA?15的骨架中。所述方法將介孔分子篩SBA?15分散于溶劑中，攪拌，加入有機(jī)硅烷劑，攪拌，回流，過(guò)濾，干燥，索氏抽提，干燥，加入二氯甲烷，攪拌，加入三氟甲磺酸，攪拌，過(guò)濾，乙醇洗滌，干燥，加入鎢源，攪拌，過(guò)濾，水洗，干燥，得到所述催化劑。所述方法操作易行。制備的含鎢功能化介孔分子篩SBA?15多相催化劑孔道結(jié)構(gòu)高度有序，鎢物種高度分散，具有超高穩(wěn)定性。本發(fā)明制備的W?SBA?15多相催化劑用于戊二醛氧化制戊二酸的反應(yīng)中，戊二醛的轉(zhuǎn)化率可達(dá)99％以上，戊二酸的收率可達(dá)98％以上，并可重復(fù)使用20次以上而活性保持不變。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種戊二醛氧化制戊二酸用含鎢功能化介孔分子篩催化劑及其制備方法，屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】

戊二酸是一種重要的化工原料和有機(jī)中間體。如制備戊二酸酐、α-酮戊二酸、過(guò)氧戊二酸、B-(4-氯苯基)戊二酸以及制成抗血壓劑的中間體；如作為合成樹(shù)脂、橡膠和增塑劑的引發(fā)劑；如作殺菌消毒液及清洗劑等材料。目前合成戊二酸的方法主要有回收法和化學(xué)合成法。回收法主要適用于工業(yè)生產(chǎn)戊二酸，指從生產(chǎn)己二酸的副產(chǎn)物中回收戊二酸，此法依賴己二酸的生產(chǎn)且缺少有效的分離方法。化學(xué)合成法：如環(huán)己酮氧化法、二氫呋喃法、γ-丁內(nèi)酯多步合成法以及環(huán)戊酮液相氧化法等，因原料毒性較大，合成條件苛刻，環(huán)境污染嚴(yán)重，一般適用于實(shí)驗(yàn)室制備戊二酸。

戴維林等提出了一種環(huán)境友好催化氧化戊二醛合成戊二酸的方法，以磷鎢酸或鎢酸為催化劑，以雙氧水為氧化劑制備戊二酸(ZL 200410016887.X)。此法在較溫和的條件下，戊二酸的收率可達(dá)97-98％，環(huán)境友好，但催化劑難以回收。溪祖威等(Journal ofMolecular Catalysis A:Chemical,2001,166:219-224)制備了適用于環(huán)戊烯氧化制戊二酸的相轉(zhuǎn)移催化劑[π-C₅H₅NC₁₆H₃₃]₃[PW₄O₁₆]，該催化劑對(duì)戊二酸的選擇性可接近99％，對(duì)環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100％，但催化劑經(jīng)過(guò)高溫反應(yīng)后，結(jié)構(gòu)發(fā)生了不可逆的變化。陳慧(戊二酸綠色合成工藝及新型催化劑研究[D].上海:復(fù)旦大學(xué),2007)提出以1,2-環(huán)戊二醇為原料，以雙氧水為氧化劑，以含鎢介孔分子篩MCM-41為催化劑制備戊二酸，但1,2-環(huán)戊二醇價(jià)格昂貴且合成條件苛刻，可回收含鎢介孔分子篩MCM-41催化劑的活性比均相催化劑鎢酸低20％左右。趙東元等(Journal of the American Chemical Society,1998,120:6024-6036)合成的具有二維六方通孔結(jié)構(gòu)的介孔分子篩SBA-15，水熱穩(wěn)定性高，孔徑可調(diào)范圍大，在催化、分離、生物及納米材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。趙東元等(Chemistry ofMaterials,2007,19:4380-4381)制備了功能化SBA-15含鎢催化劑，并應(yīng)用于醇的氧化反應(yīng)中，其中對(duì)酸的選擇性一般達(dá)到94％，對(duì)酸的收率最高達(dá)到89％。Karimi等(OrganicLetters,2005,7:625-628)制備了功能化二氧化硅微球含鎢催化劑，并應(yīng)用于硫化物的選擇性氧化反應(yīng)中，催化劑可以循環(huán)使用8次。功能化的介孔分子篩SBA-15可以有效的限制活性組分的流失，并使活性物種高度分散，同時(shí)提高催化劑的穩(wěn)定性和活性。因此功能化介孔分子篩SBA-15負(fù)載鎢多相催化劑具有重要的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

針對(duì)現(xiàn)有催化劑的不足之處，如催化劑活性低，穩(wěn)定性差，本發(fā)明提供一種具有超高穩(wěn)定性，對(duì)戊二酸具有超高選擇性的用于戊二醛氧化制戊二酸的含鎢功能化介孔分子篩多相催化劑及其制備方法。

本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：