[發明專利]空心介孔無機氧化物納米球固體堿的制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011269096.3
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112320766B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 馬學兵;王旭日
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C01B13/18
• 分類號: C01B13/18;C01G9/00;C01F5/06;C01F11/04;C01G37/02;C01F17/229;C01F17/10;C01G25/02;C01G53/00;C01G45/12;C01B32/15;B82Y40/00;B01J23/06;B01J23/02
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所(普通合伙) 13113
• 代理人: 張紅衛;蘇興娟

本發明屬于非均相催化領域，公開了一種空心介孔無機氧化物納米球固體堿的制備方法，將納米膠體碳球加入無機金屬鹽溶液/無機金屬鹽混合溶液中，攪拌吸附，過濾，洗滌，得到空心介孔無機氧化物碳球前體；將空心介孔無機氧化物碳球前體干燥后研磨成粉末，并將粉末梯度升溫煅燒，既得到空心介孔無機氧化物納米球固體堿；本發明還公開了上述制備方法制備的空心介孔無機氧化物納米球固體堿的一種應用，用于催化酚類化合物選擇性O?烷基化反應。本發明制備的空心介孔無機氧化物納米球固體堿粒徑大小均勻，孔徑適當，孔狀結構豐富，且催化酚類化合物選擇性O?烷基化反應后，易與產物分離，便于回收利用。

技術領域

本發明屬于非均相催化領域，具體涉及一種空心介孔無機氧化物納米球固體堿的制備方法與應用。

背景技術

酚類化合物O-烷基化產物廣泛應用于藥物、精細化學品和石化產品中。其中，苯甲醚可用于制備香料，農藥，化妝品和染料等；苯二酚單醚，如2-甲氧基苯酚可用于生產各種精細化學品和有價值的合成中間體；3-甲氧基苯酚和4-甲氧基苯酚可用作紫外線抑制劑、油脂抗氧化劑和阻聚劑。因此，苯酚類化合物O-烷基化產物的選擇性合成尤為重要。

傳統的酚類化合物O-烷基化方法有如下缺點：①需要化學計量的強堿，如Na₂CO₃、K₂CO₃、KOH或NaOH生成苯酚負離子，這些無機堿，大都無法和有機原料互溶，因此在反應溶劑的選擇上不得不采用有毒的水溶性溶劑和采用相轉移體系，從而引起分離問題。②烷基化試劑通常為鹵代烷、光氣或硫酸酯等。這些試劑大多有毒，副產物為等當量的強酸，反應后又需要等量的堿中和，產生大量高鹽廢水，在工業生產中過酸過堿的溶液會對反應器和后處理裝置造成腐蝕，導致安全隱患。

碳酸酯具有無毒、無害和使用安全的特點，被公認為是相對環保綠色的烷基化試劑。但由于其反應惰性，需要在高溫及高活性固體堿的催化下方能有效進行，目前文獻報道中的固體堿，需在大于300 ℃的條件下才能實現酚類化合物選擇性O-烷基化，O-烷基化產物選擇性最高也只到84 %，且不可避免地生成C-烷基化副產物。因此，選用安全、環保的烷基化試劑，開拓一種性能優異的固體堿，并開拓符合綠色化學的酚類化合物的選擇性O-烷基化反應，對于相關領域內技術人員具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的，是要提供一種空心介孔無機氧化物納米球固體堿的制備方法，制備的空心介孔無機氧化物納米球固體堿粒徑大小均勻，孔徑適當，孔狀結構豐富，而且空心介孔無機氧化物納米球固體堿易與產物分離，便于回收利用；

本發明還要提供上述制備方法得到的空心介孔無機氧化物納米球固體堿的一種應用，以碳酸酯為烷基化試劑，通過空心介孔無機氧化物納米球固體堿催化，在較低溫下高效實現酚類化合物的選擇性O-烷基化。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種空心介孔無機氧化物納米球固體堿的制備方法，包括以下步驟：

S1、以水溶性糖為碳源配置為水溶性糖溶液，并在反應釜中反應，反應完畢降至室溫，抽濾并用去離子水和乙醇交替洗滌濾餅至漏斗下端滴液無色，干燥得到納米膠體碳球；

S2、將納米膠體碳球加入無機金屬鹽溶液/無機金屬鹽混合溶液中，攪拌吸附，然后過濾，洗滌，得到空心介孔無機氧化物碳球前體；

S3、將空心介孔無機氧化物碳球前體干燥后研磨成粉末，并將粉末梯度升溫煅燒，既得到空心介孔無機氧化物納米球固體堿。

作為限定，步驟S1中，所述水溶性糖為葡萄糖、蔗糖或可溶性淀粉，水溶性糖溶液的濃度為0.5 ~1.5 M；

反應釜中反應溫度為160~200 ℃，反應時間為2~8 h；干燥溫度為60~80 ℃，干燥時間為12~20h。