[發明專利]一種凹土基負載型催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201811422327.2
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109569675B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 楊勇;施曉琪;王絨;崔超;田韋琴;范超群;杜衛剛;錢運華;蔣金龍
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: B01J27/128
• 分類號: B01J27/128;B01J27/125;B01J27/138;C07D307/89
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種凹土基負載型催化劑及其制備方法與應用，所述催化劑的活性組分與凹土的質量比為1：5～1：10。所述制備方法是將催化劑活性組分與凹土按質量比混合、擠條成形、干燥后，在200℃～280℃溫度下焙燒，研磨過篩。所述應用是將凹土基負載型催化劑投入熔融苯酐中，凹土基負載型催化劑的質量為苯酐質量的1.5～2.0％，常壓下通入流量為15～20mL/min的氯氣，在150～180℃反應溫度下進行直接氯代催化反應14～20小時。本發明的原料轉化率和單氯代苯酐選擇性高；催化劑性能穩定，易回收，可反復使用；催化劑制備和反應操作簡單，反應條件溫和，節省能源消耗，降低了生產成本。

技術領域

本發明涉及催化劑及其制備方法與應用，具體為一種凹土基負載型催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

單氯代苯酐可用于制造聯苯四甲酸二酐、二甲醚四甲酸二酐二苯硫醚四甲酸二酐等化合物，以這些化合物為單體制備的聚酰胺、聚酰亞胺類工程塑料被廣泛應用于航空、航天、微電子等高科技領域。

單氯代苯酐的制作方法有雜環合成法、硝基苯干氯化法、苯酐光氯化法和苯酐氣相氯化法等，但都存在收率低、產品純度低和生產成本高等問題。現有的熔融苯酐氯化法具有反應條件溫和及生產操作簡便的優點，但仍存在副產物多、單氯代苯酐選擇性差的缺點，不僅產品分離困難大，還造成原料浪費，因此該工藝中采用高效的催化劑以克服以上缺點。目前，使用得最多的催化劑主要為FeCl₃、AlCl₃和ZnCl₂為代表的游離態的路易斯酸催化劑，其中又以FeCl₃催化效果最佳。但游離的FeCl₃催化劑存在回收利用率低，且轉化率和選擇性還未達到工業化生產的要求。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明目的是提供一種吸附活性好的凹土基負載型催化劑，本發明的另一目的是提供一種節能降耗的凹土基負載型催化劑的制備方法，本發明的再一目的是提供一種高轉化率、高選擇性的凹土基負載型催化劑在制備單氯代苯酐中的應用。

技術方案：本發明所述的一種凹土基負載型催化劑，催化劑活性組分與凹土的質量比為1：5～1：10。催化劑活性組分為金屬氯化物路易斯酸FeCl₃、AlCl₃或ZnCl₂。

本發明所述的制備方法，將催化劑活性組分與凹土按1：5～1：10的質量比混合、擠條成形、干燥后，在200～280℃溫度下焙燒2～3h，研磨過80～100目篩，制得催化劑。

本發明所述的應用，將凹土基負載型催化劑投入熔融苯酐中，凹土基負載型催化劑的質量為苯酐質量的1.5～2.0％，常壓下通入流量為15～20mL/min的氯氣，在150～180℃反應溫度下進行直接氯代催化反應14～20小時。

反應原理：凹土是一種特殊的吸附材料，具有獨特的孔道結構，因此能負載FeCl₃，提高反應的選擇性和原料的轉化率。

有益效果：本發明和現有技術相比，具有如下顯著性特點：原料轉化率和單氯代苯酐選擇性高，苯酐轉化率為85.3～96.8％，單氯代苯酐選擇性為83.7～93.6％；催化劑性能穩定，易回收，可反復使用；催化劑制備和反應操作簡單，反應條件溫和，節省能源消耗；凹土是一種廉價的天然鋁鎂硅酸鹽礦物，具有大的比表面積和較好的吸附活性，是很好的吸附劑和載體，降低了生產成本。

附圖說明

圖1是本發明的XRD圖譜。

具體實施方式