[发明专利]一种二氧化硅负载的铜-联吡啶催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种二氧化硅负载的铜-联吡啶催化剂，其特征在于，所述催化剂的载体为联吡啶修饰的二氧化硅，活性组分为铜；所述联吡啶与所述铜的摩尔比为0.3-3.5∶1，且所述催化剂中Cu的重量占催化剂总重的4-6wt％；所述二氧化硅为纳米二氧化硅；所述催化剂的化学式为：

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，铜的前驱体为碘化铜(CuI)，二氧化硅经过表面氨基化以及联吡啶修饰得到表面修饰联吡啶的二氧化硅。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述联吡啶与所述铜的摩尔比为2.5-3.0∶1，所述催化剂中Cu的重量占催化剂总重的5-6wt％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂的制备方法，其特征在于，(1)表面氨基化；(2)表面修饰联吡啶；(3)二氧化硅负载的铜-联吡啶催化剂的制备。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)表面氨基化：具体为：取一定量的纳米二氧化硅和一定量的3-氨丙基三乙氧基硅烷放入一定体积的甲苯中，氮气保护下持续搅拌并加热回流；冷却后，将反应混合物过滤分离，并以一定体积的甲苯分三次洗涤滤饼，将该固体在真空干燥，即得到表面氨基化的二氧化硅。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)表面修饰联吡啶：具体为：将一定量的4-甲醛-2，2’-联吡啶和一定量的表面氨基化的二氧化硅在氮气保护下的一定体积的甲苯溶剂中加热回流；冷却至室温后，加入一定体积的乙醇，一定量的硼氢化钠和一定体积的冰醋酸，搅拌后将反应混合物过滤分离，并依次以水、乙醇多次洗涤滤饼，将该固体在真空下干燥，即得到表面修饰联吡啶的二氧化硅；步骤(3)二氧化硅负载的铜联吡啶催化剂的制备：具体为：将定量的CuI溶解于一定体积的乙腈中，加入步骤(2)得到的表面修饰联吡啶的二氧化硅，氮气保护下搅拌后，将混合物旋转蒸发后得到的粉末在真空下干燥，即得到二氧化硅负载的铜-联吡啶催化剂，记为Cu-bpy/SiO₂。

7.根据权利要求1-3任一项所述的催化剂，或根据权利要求4-6任一项所述的方法得到的催化剂，在甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯反应中的应用，其特征在于：碳酸二甲酯选择性达到99.9％，碳酸二甲酯的收率超过53％。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：在一定体积的高压釜中加入一定体积的甲醇、一定体积的乙腈和一定质量的所述催化剂，以N₂置换反应器中的空气后，依次充入CO和O₂，其中CO∶O₂＝2∶1，该比例为体积比，总压为4.2MPa，在120℃反应3-6h后，以冰浴冷却，加入环己烷做内标，分离固体催化剂后得到澄清液体。