[发明专利]一种戊二醛氧化制戊二酸用含钨功能化介孔分子筛催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种戊二醛氧化制戊二酸用含钨功能化介孔分子筛催化剂及其制备方法。该催化剂是一种功能化介孔分子筛SBA‑15负载钨催化剂(W‑SBA‑15)，钨采用后合成的方法引入到功能化介孔分子筛SBA‑15的骨架中。所述方法将介孔分子筛SBA‑15分散于溶剂中，搅拌，加入有机硅烷剂，搅拌，回流，过滤，干燥，索氏抽提，干燥，加入二氯甲烷，搅拌，加入三氟甲磺酸，搅拌，过滤，乙醇洗涤，干燥，加入钨源，搅拌，过滤，水洗，干燥，得到所述催化剂。所述方法操作易行。制备的含钨功能化介孔分子筛SBA‑15多相催化剂孔道结构高度有序，钨物种高度分散，具有超高稳定性。本发明制备的W‑SBA‑15多相催化剂用于戊二醛氧化制戊二酸的反应中，戊二醛的转化率可达99％以上，戊二酸的收率可达98％以上，并可重复使用20次以上而活性保持不变。

【技术领域】

本发明涉及一种戊二醛氧化制戊二酸用含钨功能化介孔分子筛催化剂及其制备方法，属于催化剂技术领域。

【背景技术】

戊二酸是一种重要的化工原料和有机中间体。如制备戊二酸酐、α-酮戊二酸、过氧戊二酸、B-(4-氯苯基)戊二酸以及制成抗血压剂的中间体；如作为合成树脂、橡胶和增塑剂的引发剂；如作杀菌消毒液及清洗剂等材料。目前合成戊二酸的方法主要有回收法和化学合成法。回收法主要适用于工业生产戊二酸，指从生产己二酸的副产物中回收戊二酸，此法依赖己二酸的生产且缺少有效的分离方法。化学合成法：如环己酮氧化法、二氢呋喃法、γ-丁内酯多步合成法以及环戊酮液相氧化法等，因原料毒性较大，合成条件苛刻，环境污染严重，一般适用于实验室制备戊二酸。

戴维林等提出了一种环境友好催化氧化戊二醛合成戊二酸的方法，以磷钨酸或钨酸为催化剂，以双氧水为氧化剂制备戊二酸(ZL 200410016887.X)。此法在较温和的条件下，戊二酸的收率可达97-98％，环境友好，但催化剂难以回收。溪祖威等(Journal ofMolecular Catalysis A:Chemical,2001,166:219-224)制备了适用于环戊烯氧化制戊二酸的相转移催化剂[π-C₅H₅NC₁₆H₃₃]₃[PW₄O₁₆]，该催化剂对戊二酸的选择性可接近99％，对环戊烯的转化率可达到100％，但催化剂经过高温反应后，结构发生了不可逆的变化。陈慧(戊二酸绿色合成工艺及新型催化剂研究[D].上海:复旦大学,2007)提出以1,2-环戊二醇为原料，以双氧水为氧化剂，以含钨介孔分子筛MCM-41为催化剂制备戊二酸，但1,2-环戊二醇价格昂贵且合成条件苛刻，可回收含钨介孔分子筛MCM-41催化剂的活性比均相催化剂钨酸低20％左右。赵东元等(Journal of the American Chemical Society,1998,120:6024-6036)合成的具有二维六方通孔结构的介孔分子筛SBA-15，水热稳定性高，孔径可调范围大，在催化、分离、生物及纳米材料等领域具有广泛的应用前景。赵东元等(Chemistry ofMaterials,2007,19:4380-4381)制备了功能化SBA-15含钨催化剂，并应用于醇的氧化反应中，其中对酸的选择性一般达到94％，对酸的收率最高达到89％。Karimi等(OrganicLetters,2005,7:625-628)制备了功能化二氧化硅微球含钨催化剂，并应用于硫化物的选择性氧化反应中，催化剂可以循环使用8次。功能化的介孔分子筛SBA-15可以有效的限制活性组分的流失，并使活性物种高度分散，同时提高催化剂的稳定性和活性。因此功能化介孔分子筛SBA-15负载钨多相催化剂具有重要的工业应用价值。

【发明内容】

针对现有催化剂的不足之处，如催化剂活性低，稳定性差，本发明提供一种具有超高稳定性，对戊二酸具有超高选择性的用于戊二醛氧化制戊二酸的含钨功能化介孔分子筛多相催化剂及其制备方法。

本发明的目的由以下技术方案实现：