[发明专利]负载型分子筛催化剂及其在2，6-萘二甲酸合成中的应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种负载型分子筛催化剂及其在2，6-萘二甲酸合成中的应用，即还具体涉及一种2，6-萘二甲酸的合成方法。

(二)背景技术

2，6-萘二甲酸及其衍生物是制备各种聚酯、聚氨酯材料以及液晶聚酯树脂的重要单体。

现有的2，6-萘二甲酸的合成方法有许多种，有1)亨克尔法，其中包括歧化法和异构化法；2)2，6-二烷基萘氧化法(烷基可以为甲基、乙基和异丙基等)，其中2，6-二异丙基萘的氧化制备2，6-萘二甲酸最为多见，该法合成2，6-萘二甲酸的反应均为液相放热反应，采用Co-Mn-Br催化剂体系，以C₂～C₆的有机酸为溶剂，反应温度约为200℃左右，压力在3.0MPa；3)2，6-烷基酰基萘氧化法，主要是用2-甲基萘和酰化剂在催化剂存在下，进行Friedel-Crafts反应，得到的2-甲基-6-酰萘又与对二甲苯液相氧化制得2，6-萘二甲酸；4)羧基转移法；5)由萘直接合成等方法。

虽然合成方法很多种，但各种方法的技术缺陷都比较明显，比如有的是转化的产率很低，且得到的一系列的同分异构体导致产物很难被分离；还有的是产物纯，产率也较高，但所耗的成本太昂贵，不可能放大工业化；有的是反应条件苛刻，需要高温高压，对仪器设备要求很高，对具体的过程实施造成很大的困难；有的是过程步骤很多，所用大量的有毒溶剂，对环境造成不可估量的损失等，这就迫使我们要寻找一种新型、步骤较简单、低成本和绿色的合成路线。

其中锌系催化剂应用范围越来越广，其中应用最多的是氧化锌，氧化锌俗称锌白，是一种重要的基础化工原料。它广泛应用于橡胶工业、涂料工业、陶瓷工业及塑料、造纸、油墨、印染、医药、火柴、磁性材料、高能蓄电池、玻璃制品、天然气脱硫、饲料、焰火及烟雾弹等各种工业品的生产制造。随着氧化锌新产品的开发及新的应用领域的开拓，其应用将越来越广泛。因氧化锌用途广，消费量大，各国用于生产氧化锌的锌量，约占其总锌量的5％-10％。

橡胶工业在国内外都是最大的氧化锌市场，它大量地用于轮胎生产中，氧化锌的第二大市场在国内外有所不同，在我国为涂料工业中的应用占很大的比例，并随着涂料工业、橡胶工业及日用品、医药、石油加工等行业的发展，对高附加值的优级品氧化锌市场需求量将越来越大，前景看好。

但氧化锌工业仍然存在的几个问题，首先，我国氧化锌产量发展很快，但存在产品品种少、高等级氧化锌少、技术含量低等方面；其次，生产规模分散、装备水平不高技术滞后；最后，还有对氧化锌产品新技术的研究及开发应用重视不够。

并且对本发明来说，氧化锌与氧化镉的局限性更为突出，例如：氧化锌与氧化镉的比表面积不够大，活性没负载后的催化剂高等，使得我们没有选择它们。

(三)发明内容

本发明要解决的第一个技术问题在于克服现有催化剂比表面积小、催化效果不好的缺陷，提供一种新型的负载型分子筛催化剂。

本发明所述的负载型分子筛催化剂，其活性组分为锌或镉，所述的锌以氧化锌和/或碳酸锌的形式存在，所述的镉以氧化镉和/或碳酸镉的形式存在。

所述的负载型分子筛催化剂的载体分子筛优选自下列之一：Na-Y型分子筛、H-Y型分子筛、β型分子筛、USY型分子筛、丝光沸石分子筛。本发明中所述载体分子筛可直接可从市场上购得，比如南开大学催化剂厂等企业都有生产。

本发明所述的负载型分子筛催化剂的活性组分的负载量(即单位质量载体分子筛上负载的活性组分的质量)为7～10％。

本发明所述的负载型分子筛催化剂按照如下方法制备：将分子筛和硝酸铵溶液混合，在70～90℃下搅拌交换4～6小时，过滤得到的分子筛经干燥后，再以硝酸锌水溶液或硝酸镉水溶液为浸渍液，采用等体积浸渍法负载锌或镉元素，其中浸渍过程中硝酸锌或硝酸镉的投加量以其中含有的锌或镉的质量计相当于每克分子筛投加0.07～0.10g锌或镉，浸渍完全经干燥后，再在450～650℃下煅烧5～6小时，取出冷却至室温得到所述的负载型分子筛催化剂；所述的分子筛与硝酸铵的投料质量摩尔比为2g/0.08-0.1mol。

本发明先将分子筛和硝酸铵溶液混合进行交换反应，其目的是增强分子筛的酸性，从而增加了负载型分子筛催化剂的酸位中心，以提高制得的负载型分子筛催化剂的催化活性。