[發明專利]一種多重改性β沸石分子篩的制備方法及其在芳烴硝化中的應用

有效

• 申請號: 202011216243.0
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112452354B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 鄧人杰;田瑤;顏煒偉;劉華杰;蘭東輝;鄧繼勇
• 申請（專利權）人: 湖南工程學院
• 主分類號: B01J29/78
• 分類號: B01J29/78;B01J29/70;B01J29/76;B01J37/30;C07C201/08;C07C205/06
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 冷玉萍

本發明公開一種多重改性β沸石分子篩的制備方法以及其在芳烴硝化中的應用。本發明采用經典脫鋁的方法結合離子交換法制備得到多重改性的β沸石分子篩，然后將其應用于芳烴的硝化反應中。本發明是以氮氧化合物為硝化劑，以制備的改性分子篩作為催化劑，替代傳統的混酸體系。該方法屬于綠色硝化，減少了廢酸廢水產生，避免了混酸聚集，能廣泛應用于各類芳烴的硝化反應中。

技術領域

本發明涉及一種高效且綠色環保的多重改性β沸石分子篩的制備方法及其在芳香硝化中的應用。

背景技術

芳烴的硝化反應是一類重要的有機取代反應，其生成的硝基芳烴化合物在合成有機化合物中有著重要的作用。芳香硝基化合物能作為原料或中間產物廣泛應用于合成藥物、染料、香料、肥料、塑料以及炸藥等合成領域。因此，無論是在芳烴硝化反應基礎理論研究方面，還是在芳烴硝化工業生產中，國內外硝化反應研究者都對此展開了深入的研究。

傳統工業上，芳烴的硝化主要用到的是硝-硫混酸硝化，也是當前國內外生產硝基芳烴化合物應用最為普遍的方法，160多年以前該技術就已經應用于工業生產中，是最為成熟的生產工藝。但也存在原子經濟性差、區域選擇性差（氧化副反應發生和過度硝化）、產生大量廢酸和對環境有害等不足。因此，近些年來，為了解決上述不足，許多研究者們致力于新型綠色芳烴硝化反應的研究。研究工作主要集中在硝化劑和催化劑這兩方面的改進上，以此來尋找更綠色的硝化劑以及新型固體酸催化劑取代硫酸應用于芳烴硝化。

目前常見的硝化劑有傳統的硝酸（HNO₃）-硫酸（H₂SO₄）混酸、硝酸（HNO₃）-硫酸（H₂SO₄）-磷酸（H₃PO₄）、硝酸與醋酐、硝酸酯或硝酸鹽以及氮氧化合物等。其中氮氧化物作為硝化劑時，可改變傳統的硝硫混酸法目標產物選擇性不好的缺陷，對硝化反應具有良好的區域選擇性，因此可以通過改變反應條件從而達到控制硝化產物異構體中目標產物的選擇性，且氮氧化物硝化法是一種非酸硝化法，作為硝化劑，反應結束后廢酸廢水產生少，后續處理成本降低，節約了成本，經濟性好，具有經濟節約和環境保護雙重意義，得到了國內外研究者的關注與研究。

而對于硝化催化劑而言，主要采用的催化劑有沸石分子篩催化劑、粘土類催化劑，雜多酸催化劑、金屬氧化物、稀土金屬鹽以及離子液體等。其中以酸性沸石分子篩的研究較為活躍。