[发明专利]基于改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂的二氧化双环戊二烯的制备方法

权利要求书

1.一种基于改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂的二氧化双环戊二烯的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)环氧化反应：将由双环戊二烯、过氧化氢、溶剂组成的原料和改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂加入反应器中进行环氧化反应，其中：改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂通过采用含季铵盐的硅烷基化试剂进行改性处理得到，过氧化氢的质量百分比为30％～70％，双环戊二烯与过氧化氢的摩尔比为1：2～1：4，双环戊二烯与溶剂的体积比为1：1～1：6，反应温度为30～80℃，反应压力为0.1～6.0MPa，改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂的使用量为原料质量的0.5％～30％，反应器为悬浮床反应器或固定床反应器，当反应器为悬浮床反应器时，反应时间为6～18h，当反应器为固定床反应器时，总反应物料进料体积空速0.1～2.2h^-1；

(2)后处理：将完成环氧化反应的原料与改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂分离后，冷却至室温，分离出其中的水、溶剂，得到粗产物，再用乙酸乙酯和石油醚组成的混合溶剂对粗产物进行重结晶提纯，得到白色固体，干燥后得到产物二氧化双环戊二烯。

2.根据权利要求1所述的基于改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂的二氧化双环戊二烯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的用于改性处理的含季铵盐的硅烷基化试剂具有以下两种化学式中的任意一种：

R_mSi(OR)_3-m(CH₂)_nN⁺R₁R₂R₃X^- (1)

R_mSiX_3-m(CH2)_nN⁺R₁R₂R₃X^- (2)

其中，化学式(1)、(2)中的N、O、Si分别代表氮、氧、硅元素；X表示卤素，选取F、Cl、Br、I元素中的任意一种；m表示与硅原子连接的烷基数，取0～2的整数；n表示硅和磷原子间连接的亚甲基个数，取1～18的整数；R、R₁、R₂、R₃为碳原子数为1～18的烷基、苯基或苄基。

3.根据权利要求2所述的基于改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂的二氧化双环戊二烯的制备方法，其特征在于，所述的化学式(1)、(2)中的X为Cl；n取1～3的整数；R、R₁、R₂、R₃为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基中的任一种。

4.根据权利要求1所述的基于改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂的二氧化双环戊二烯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的杂多酸型化合物，为杂多酸或过氧杂多酸；其中，杂多酸为具有Keggin结构的杂多酸；过氧杂多酸由杂多酸与过氧化氢反应制得。

5.根据权利要求4所述的基于改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂的二氧化双环戊二烯的制备方法，其特征在于，所述的杂多酸为十二磷钨酸、十二硅钨酸、十二硅钼酸、十二磷钼酸中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的基于改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂的二氧化双环戊二烯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂中，杂多酸型化合物的质量百分比为0.8％～31.0％。

7.根据权利要求1所述的基于改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂的二氧化双环戊二烯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、叔丁醇、丙酮、丁酮、异丁酮、戊酮、环戊酮、庚酮、乙腈、1,2-二氯乙烷、氯仿、甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯中的任意一种或多种。

8.根据权利要求1所述的基于改性纳米三氧化二铝负载杂多酸型化合物催化剂的二氧化双环戊二烯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的过氧化氢的质量百分比为50％～70％。