[发明专利]含芳烃磺酸锌的介孔材料及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化合成技术领域，具体涉及含芳烃磺酸锌的介孔材料。

背景技术

环己酮1，2-丙二醇缩酮属缩羰基化合物，具有缩羰基化合物的特性， 化学性能稳定，优于母体酮的香气，可以作为果香型和木香型日用香精的 定香剂，在花香型香精中可以起协调剂的作用(何坚，孙宝国.香料化学与 工艺学-天然、合成、调和香料[M].北京：化学工业出版社，1995：259-260)。 研究表明，一些固体酸(如H3PW12O40、TiSiW12O40/TiO2、H3PW12 O40/PAn等)对合成缩醛(酮)反应有良好的催化作用(罗玉梅，杨水金.磷 钨酸催化剂催化合成缩酮[J].稀有金属，2004，28(4)：787-789)。固体酸作 催化剂虽具有价廉易得、酸度强及催化活性高、反应温度低等优点，但存 在用量大、分离回收与再生困难、副反应多、选择性差、后处理复杂、环 境污染严重、腐蚀设备、生产工艺不连续等诸多问题。因此，如选用催化 效果更好的非均相催化剂来取代固体酸，不仅可以避免上述缺陷，还可使 均相催化多相化。

1998年赵东元等人合成出一种新型材料-介孔材料SBA-15，该材料具 有高度有序的大孔径(6-30nm)、孔体积大(1.0cm³/g)、较厚的孔壁(4-6nm) 保持的高机械强度以及良好的催化吸附性能，见Triblock Copolymer Syntheses of Mesoporous Silica with Periodic 50 to 300 Angstrom Pores[J]. D.Y.Zhao，J.L.Feng，Q.S.Huo，N.Melosh，G.H.Fredrickson，B.F. Chmelka，G.D.Stucky，Science 279(1998)548；赵东元，余承忠，余永豪.一 种介孔分子筛载体材料的制备方法，CN1341553A。然而介孔材料孔壁表 面只有硅羟基，致使其化学反应活性不高，从而大大限制了介孔材料的实 际应用价值。随着对介孔分子筛应用研究的深入，人们逐渐开始利用介孔 材料表面的可修饰性，对介孔材料的表面性质进行有机改性，提高其催化 反应活性，以便更大限度开发介孔材料在催化领域中的应用。

目前，已有很多关于介孔分子筛表面修饰方法的研究和报道。按照对 介孔材料进行有机官能团修饰方式的不同，这些方法主要分为两种，即共 沉淀法(又称原位合成法)和共价键后接枝法〔又称后接枝法)。其中利 用硅烷偶联剂进行介孔材料表面的原位修饰是介孔材料研究领域中研究 较多的课题。有人采用原位合成法将含有巯基、氨基、环氧烷基与咪唑基 等硅烷偶联剂的有机改性剂用于的介孔材料的制备中(Synthesis and characterization of a reactive vinyl-functionalized MCM-41：probing the internal pore structure by a bromination reaction[J].J.Am.Chem.Soc.，1997， 119(17)：4090-4091.Lim M H，Blanford C F，Stein A.Stucky)。也有人采 用原位合成法将含有磺酸基的硅烷偶联剂的有机改性剂用于介孔材料的 制备中(Direct syntheses of ordered SBA-15 mesoporous silica containing sulfonic acid groups[J]，Chem.Mater.2000，12，2448-2459 D.Margolese，J.A. Melero，S.C.Christiansen，B.F.Chmelka，G.D.Stucky)。

然而文献报道的对介孔材料的改性多为一次改性，改性后的介孔材料 只具有单官能团，催化应用范围有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种含芳烃磺酸锌的介孔 材料及其制备方法，使得该介孔材料作为催化剂，在催化反应中转化率高、 选择性高，不仅可以减少副反应，提高产品纯度，且在反复使用后依旧保 持高转化率和高选择性，对环境污染较少。本发明的另一目的是提供利用 该介孔材料催化环己酮及1，2-丙二醇得到食品工业的香料环己酮-1，2-丙二 醇缩酮的反应工艺。

本发明的产品技术方案是：