[發明專利]一種磁性硅鋰催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011201614.8
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112264012B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 王大偉;朱觀鑫;夏曉峰;吳強;倪才華
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J23/78;B01J32/00;B01J37/02;C07C37/20;C07C39/16;C07C315/00;C07C317/24
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種磁性硅鋰催化劑及其制備方法與應用，屬于化學材料領域。本發明設計合成了磁性Fe₃O₄@SiO₂復合載體，取氯化鋰、Fe₃O₄@SiO₂和甲醇混合，于50?130℃回流反應2?72h，反應結束后，冷卻，旋轉蒸發除去過量甲醇，抽濾，洗滌，干燥，即得硅鋰催化劑。本發明制備得到的磁性硅鋰催化劑能夠用在苯醌類化合物的合成中，產物的化學選擇性很高，可達100％，產率也都在90％以上，本發明的催化劑可以經過外部磁鐵回收重復使用，活性組分流失少，節約了成本。此外，本發明的催化劑還能夠用于催化雙酚F合成，具有良好的反應活性和選擇性。

技術領域

本發明涉及一種磁性硅鋰催化劑及其制備方法與應用，屬于化學材料領域。

背景技術

醌類化合物包括苯醌(benzoquinone)、萘醌(naphthoquinone)、菲醌(phenanthraquinones)、蒽醌(anthraquinone)以及它們的衍生物。醌類化合物多具有酚羥基或羥基。一些酚性化合物如多元酚、鞣質等很容易氧化成醌類，如蒽醌常與鞣質等伴存。醌類化合物在植物界廣泛存在，其藥理活性也備受關注。其中，苯醌類化合物以及獨特的化學性質而廣受關注。自然界中的苯醌大部分存在于植物中，而植物中主要存在的苯醌為對苯醌以及其衍生物。此類苯醌化合物具有抗菌、驅蟲等特殊功效。但是，此類性能優良的苯醌類化合物在自然界的含量畢竟很低，怎么去人工合成這樣的化合物又成為了一個備受關注的問題。現有的合成方法一般是在高溫和強酸性或者堿性環境，而且很多是采用鹵代作為常用的原料，合成方法不夠綠色經濟，對環境污染較大而且成本較高等。因此，急需尋找一種高效可用于取代醌類化合物的催化劑。

負載型催化劑的常用載體分別有高分子材料、二氧化硅、活性炭、金屬氧化物和分子篩等。其中，二氧化硅被認為是一種熱穩定性高，制備手段簡便的優良載體。近年來，科研工作者大量的開發并應用磁性材料負載催化劑。改性后的磁性雜化材料，只需外加強度不大的磁場，磁性材料負載催化劑就可以有效地同反應體系相分離。直接將活性中心負載到磁性載體上，或者先將磁性載體修飾，再將金屬活性中心負載到修飾后的載體上制得磁性催化劑，都是一種制備催化劑的理想的選擇。

雙酚F(BPF)是苯酚和甲醛經羥烷基化縮合反應得到的一種重要化工中間體，有2,4’-雙酚F、2,2’-雙酚F、及4,4’-雙酚F，共計三種異構體，其中以4,4’-雙酚F異構體性能最佳。雙酚F環氧樹脂能廣泛用于汽車、造船、航空、機械、電子電氣、化工、國防等行業，因為其耐腐性、高電絕緣性、低粘度、粘接性好、固化物優異的機械性。

發明內容

為了實現上述目的，本發明設計合成了磁性Fe₃O₄@SiO₂復合載體，并通過浸漬法制備得到了新型的磁性硅鋰催化劑。本發明的非貴金屬Li負載的催化劑能夠用在苯醌類化合物的合成中，產物的化學選擇性很高，產率也都在90％以上，本發明的催化劑可以經過外部磁鐵回收重復使用，活性組分流失少，節約了成本。此外，本發明的催化劑還能夠用于催化雙酚F合成，具有良好的反應活性和選擇性。

首先，本發明提供了一種了磁性硅鋰催化劑的制備方法，所述方法具體包括如下步驟：

取氯化鋰、Fe₃O₄@SiO₂和甲醇混合，于50-130℃回流反應2-72h，反應結束后，冷卻，除去過量甲醇，抽濾、洗滌、干燥，即得硅鋰催化劑。

在本發明的一種實施方式中，所述氯化鋰和Fe₃O₄@SiO₂的質量比為(0.8～1.0):(1.5～2.0)，所述氯化鋰和甲醇的質量g體積mL為1:20～100。

在本發明的一種實施方式中，所述Fe₃O₄@SiO₂為現有的任意制備方法制備得到的。