[發明專利]一種酯化反應催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 202210174704.5
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114602512A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 吳海昌;劉軍保;鐘慧嫻;佟剛;趙楚榜
• 申請（專利權）人: 珠海謙信新材料有限公司
• 主分類號: B01J27/053
• 分類號: B01J27/053;B01J35/10;C07C67/08;C07C69/14
• 代理公司: 深圳叁眾知識產權代理事務所(普通合伙) 44434
• 代理人: 李國強

本發明涉及催化劑領域，具體涉及一種酯化反應催化劑的制備方法。所述制備方法包括如下步驟：S1.將生物質材料熱解、磨碎后加入濃硫酸中，加熱反應后，過濾、洗滌得到磺化生物炭；S2.將乙酸錳和檸檬酸共混后，加熱攪拌，得到MnO₂溶膠；S3.將所述磺化生物炭加入所述MnO₂溶膠中，攪拌、烘干后，將產物置于稀硫酸中浸漬、攪拌，加熱反應后，得到所述酯化反應催化劑。本發明制備的酯化反應催化劑采用磺化生物炭作為載體，負載MnO₂/SO₄^2?固體酸，具有穩定性高、催化活性高的特點，提高了醇酸酯化的轉化率，具有良好的催化性能。

技術領域

本發明涉及催化劑領域，具體涉及一種酯化反應催化劑的制備方法。

背景技術

酯化反應的產物羧酸酯是一種重要化合物，它是很多有機合成反應的原料，被廣泛應用于食品、醫藥、日化、塑料等領域，隨著人們生活水平日益提高，對羧酸酯的需求也越來越大。而工業化合成羧酸酯主要使用濃硫酸、磷酸、對甲苯磺酸等催化劑來催化醇酸酯化，這些傳統催化劑雖然具有較高催化活性，價格低廉易得，但是這種方法存在較多缺陷，包括：副反應較多、產品純度低、設備腐蝕嚴重、能耗大、廢酸產量大、環境污染嚴重等。

因此，研發高效、綠色的新型酯化反應催化劑成為當今研究的熱點。目前，國內外學者對酯化反應催化劑已進行了較多研究，開發出了一系列新型酯化反應催化劑以代替傳統催化劑。新型酯化反應催化劑主要包括相轉移催化劑、離子液體催化劑、無機鹽催化劑、樹脂類催化劑、分子篩催化劑、雜多酸催化劑和固體超強酸催化劑。王莆麗等以自制的γ－Al₂O₃負載納米級SO₄^2－/TiO₂固體超強酸為催化劑，以冰醋酸和正丁醇為原料制備乙酸正丁酯，在最佳制備條件下，冰醋酸的轉化率達97.6％；劉天寶等采用浸漬法制備了硅膠(SG)/對甲苯磺酸(p－TSA)催化劑，考察了乙酸乙酯的合成，產率可達95.40％；劉靜等以磷鎢酸、甘氨酸為原料，在水溶液中采用一步法合成了氨基酸功能化雜多酸，在最佳反應條件下，轉化率和選擇性均可接近100％；劉秀英等為了提高甲基丙烯酸烯丙酯的收率，將溴化十六烷基三甲基銨作為相轉移催化劑，酯化率達85％；高登征等以高酸值油脂和甲醇為原料，研究了6種無機鹽[SnCl₄、CaCl₂、Fe₂(SO₄)₃、NiSO₄、CuSO₄和NaHSO₄]在生物柴油酯化反應中的催化活性，發現上述6種無機鹽中催化酯化活性最好的是NaHSO₄，在最佳試驗條件下，二次酯化率達到98％。

這些新型酯化反應催化劑均具有一定優勢，酯化活性都很高，但是目前仍然存在一些問題。相轉移催化劑能夠有效控制副反應，提高產物選擇性，但其價格高昂，難以實現大規模工業化生產；離子液體催化劑的活性和穩定性相較其他催化劑均表現優異，但離子液體合成復雜、純化困難、原料價格高；分子篩催化劑活性較高，但其穩定性低，種類較少；雜多酸負載型催化劑中載體與雜多酸之間的相互作用力較弱，反應中活性組分雜多酸容易流失，從而造成催化劑失活；金屬氧化物固體超強酸催化劑具有催化活性高、制備簡單、酸性強、設備腐蝕性小、環境污染小的優點，但該類型催化劑因SO₄^2-和S₂O₈^2-等活性組分容易流失而失活，穩定性較低，壽命較短，無法滿足工業生產需求。

因此，為了解決現有技術的不足，亟需研發一種新型酯化反應催化劑以滿足工業生產的迫切需求。

發明內容