[发明专利]一种合成丙二醇甲醚的固体碱催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种合成丙二醇甲醚的固体碱催化剂的制备方法及应用。该制备方法，包括以下步骤：将碱金属氟化物负载于高比表面积二氧化硅载体上；经过静置、干燥、焙烧，得到固体碱催化剂。该固体碱催化剂的应用，包括以下步骤：将制得的固体碱催化剂投入到含有环氧丙烷和甲醇混合溶液的反应釜中进行醚化反应；将初始反应后的固体碱催化剂过滤分离后，重新置于反应釜中，加入等量的环氧丙烷和甲醇混合液，在相同反应条件下进行反应；重复步骤（Ⅱ）。本发明的有益效果是：在降低催化剂制备成本的同时，有效地提高了催化剂的催化活性，而且催化剂稳定性高；对催化剂进行了多次重复利用，进一步降低了生产成本。

（一）技术领域

本发明属于催化剂制备及应用技术领域，特别涉及一种合成丙二醇甲醚的固体碱催化剂的制备方法及应用。

（二）背景技术

丙二醇醚中醚键和羟基的同时存在使其具有较高的溶解性能，是一种优良溶剂。与分子结构、物理化学性质都极为相似的乙二醇醚相比，丙二醇醚的毒性要低得多，且其具有挥发度低、气味温和等特点。因此，丙二醇醚取代乙二醇醚广泛应用于涂料、印染、纺织等行业，具有较为广阔的市场前景。

丙二醇甲醚是一种重要的丙二醇醚系列化合物，主要以环氧丙烷和甲醇为原料，在催化剂的作用下得到伯醚和仲醚两种异构体。反应中的催化剂一般采用酸催化剂或碱催化剂，而由其反应机理以及实验结果可知，碱催化剂更有利于生成毒性较低的伯醚。此外，考虑到均相催化剂存在产品分离困难、废液难以处理、设备腐蚀严重等缺陷，开发具有良好催化活性及稳定性的固体碱催化剂具有重要意义。

中国专利（公开号：CN 1762578 A）以KF、KNO₃、K₂CO₃等为被负载物，以Al₂O₃、BaO、MgO、ZnO及混合金属氧化物等为载体，制备了一系列负载型固体碱催化剂，催化剂用于丙二醇醚的合成具有较高的活性和选择性，以及较高的伯醚/仲醚异构比。中国专利（授权公告号：CN 101190878 B）公布了一种主要活性组分为氧化铌的固体催化剂，催化剂用于丙二醇醚的合成，取得了高于98%的环氧丙烷转化率和大于95%的丙二醇醚选择性，且其伯醚/仲醚异构比较高。中国专利（授权公告号：CN 100467435 C）将制备的三元类水滑石作为合成丙二醇甲醚的催化剂，取得了较高的催化活性和选择性。

目前公开报道的用于合成丙二醇甲醚的负载型固体碱催化剂中，大量涉及到以KF等氟化物为活性组分，以Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、BaO、MgO、ZnO等氧化物作为载体，但是这种催化剂的催化活性和伯醚选择性不够好，更重要的是催化剂的稳定性较差。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种催化剂稳定性高、环氧丙烷转化率高、伯醚选择性高、催化活性好、制备成本低的合成丙二醇甲醚的固体碱催化剂的制备方法及应用。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种合成丙二醇甲醚的固体碱催化剂的制备方法，其特征是：包括以下步骤：

（1）、将碱金属氟化物负载于高比表面积二氧化硅载体上；

（2）、经过静置、干燥、焙烧，得到固体碱催化剂。

优选的，在步骤（1）中，碱金属氟化物为KF、RbF、CsF中的一种或几种；高比表面积二氧化硅载体为硅藻土、球形硅胶、气溶胶二氧化硅、高硅铝比或全硅分子筛的一种或几种。

优选的，在步骤（1）中，以等体积浸渍或过量浸渍的方式将碱金属氟化物负载于高比表面积二氧化硅载体上，每克载体负载0.01～10 mmol碱金属氟化物。

优选的，在步骤（1）中，全硅分子筛为SBA-3分子筛或SBA-15分子筛或MCM-41分子筛。