[發明專利]一種用于制備丙交酯的納米Beta分子篩及其制備方法

在審

• 申請號: 202210915330.8
• 申請日: 2022-08-02
• 公開（公告）號: CN115382570A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 王秦峰;許克強
• 申請（專利權）人: 馬鞍山同杰良生物材料有限公司
• 主分類號: B01J29/70
• 分類號: B01J29/70;C07D319/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于制備丙交酯的納米Beta分子篩及其制備方法，屬于丙交酯催化劑領域，通過將傳統Beta分子篩轉變為納米級，大大提高了分子篩的分散能力，可以更好的融入物料體系，增加傳質能力，并且通過納米Beta分子篩的引入降低了擴散阻力、縮短了擴散路徑和暴露了更多的活性位點，可降低催化劑失活的可能性，同時保持了傳統微孔分子篩的酸度和結晶度，通過將鋅和錫原子引入Beta分子篩中，有效的改善了其中的酸/Lewis酸比，提高了催化上限。

技術領域

本發明涉及丙交酯催化劑領域，尤其涉及一種用于制備丙交酯的納米Beta分子篩及其制備方法。

背景技術

聚乳酸塑料是以生物質為原料，為可再生且可降解資源，并廣泛應用于食品、生物醫藥和生命科學等前沿領域。利用乳酸為原料，經脫水低聚成低摩爾質量的聚乳酸，再高溫裂解得到單體丙交酯，丙交酯開環聚合則可得到高摩爾質量的聚乳酸產品。因此，丙交酯的質量與合成效率影響著聚乳酸工業的發展。研究表明，Beta分子篩孔道內具有穩定的酸性位點，可以高效地催化有機物脫水成酯。

采用傳統水熱方法，合成了單分散、高結晶度和高產率的納米 Beta分子篩催化乳酸合成丙交酯，產率可達到78％，與文獻所報道的 Beta分子篩催化效率相比，提高10％。此外，我們探究了分子篩尺寸大小對乳酸催化性能的影響。結果表明，乳酸催化性能隨著Beta分子篩尺寸的改變，呈現規律性變化，尺寸越小，催化性能越好。納米 Beta分子篩在丙交酯合成中，展現了良好的優勢和應用前景，可有效地提高丙交酯產率，并減少時間和能源的消耗。

發明內容

本發明為解決現有問題，而提出的一種用于制備丙交酯的納米 Beta分子篩及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種用于制備丙交酯的納米Beta分子篩，包括步驟：

所述納米Zn-Sn-Beta催化劑是以脫鋁的Beta分子篩為載體，以 Sn為第一活性組分，以Zn為第二活性組分，以載體的質量為100％計，第一活性組分的負載量為1.5％～3％，第一活性組分與第二活性組分的摩爾比為1：1～1.5。

優選地，所述納米Zn-Sn-Beta分子篩的尺寸為5～100nm。

一種用于制備丙交酯的納米Beta分子篩的制備方法，包括以下步驟：

S1、首先將硅源、TEAOH和H₂O混合攪拌，直至硅源充分水解；

S2、將鋁源、堿源和L-lysine分別加入其中并充分攪拌，將充分攪拌后的混合溶液進行干燥，按照初始凝膠摩爾配比將多余的 H₂O蒸發出去，從而獲得初始凝膠；

S3、將初始凝膠置于反應釜中，依次進行一次晶化和二次晶化；

S4、將晶化結束后的產物從反應釜中取出，經清洗、干燥和焙燒后制得納米Beta分子篩；

S5、按固液比1g：30～50ml，將制備的納米Beta分子篩與鹽酸或硝酸水溶液充分混合后，并在溫度70～90℃的條件下回流8～12h，之后將固液兩相分離，并將固體產物通過去離子水進行充分水洗呈中性后，再進行干燥和焙燒得到脫鋁納米Beta分子篩；

S6、將脫鋁納米Beta分子篩及第一活性組分的可溶性鹽、第二活性組分的可溶性鹽分散于TEAOH水溶液中，常溫攪拌4～6h后，加入NH₄F水溶液，繼續攪拌2.5h，然后在160℃下水熱反應36h，反應完后冷卻至常溫，再加入CTAB、TMAOH水溶液及去離子水，常溫攪拌3～4h，然后在160℃下水熱反應36h，反應完后將固液兩相分離，并將固體產物通過去離子水進行充分水洗后，再進行干燥和焙燒得到納米Zn-Sn-Beta催化劑。