[发明专利]一种凹土基负载型催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种凹土基负载型催化剂及其制备方法与应用，所述催化剂的活性组分与凹土的质量比为1：5～1：10。所述制备方法是将催化剂活性组分与凹土按质量比混合、挤条成形、干燥后，在200℃～280℃温度下焙烧，研磨过筛。所述应用是将凹土基负载型催化剂投入熔融苯酐中，凹土基负载型催化剂的质量为苯酐质量的1.5～2.0％，常压下通入流量为15～20mL/min的氯气，在150～180℃反应温度下进行直接氯代催化反应14～20小时。本发明的原料转化率和单氯代苯酐选择性高；催化剂性能稳定，易回收，可反复使用；催化剂制备和反应操作简单，反应条件温和，节省能源消耗，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及催化剂及其制备方法与应用，具体为一种凹土基负载型催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

单氯代苯酐可用于制造联苯四甲酸二酐、二甲醚四甲酸二酐二苯硫醚四甲酸二酐等化合物，以这些化合物为单体制备的聚酰胺、聚酰亚胺类工程塑料被广泛应用于航空、航天、微电子等高科技领域。

单氯代苯酐的制作方法有杂环合成法、硝基苯干氯化法、苯酐光氯化法和苯酐气相氯化法等，但都存在收率低、产品纯度低和生产成本高等问题。现有的熔融苯酐氯化法具有反应条件温和及生产操作简便的优点，但仍存在副产物多、单氯代苯酐选择性差的缺点，不仅产品分离困难大，还造成原料浪费，因此该工艺中采用高效的催化剂以克服以上缺点。目前，使用得最多的催化剂主要为FeCl₃、AlCl₃和ZnCl₂为代表的游离态的路易斯酸催化剂，其中又以FeCl₃催化效果最佳。但游离的FeCl₃催化剂存在回收利用率低，且转化率和选择性还未达到工业化生产的要求。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种吸附活性好的凹土基负载型催化剂，本发明的另一目的是提供一种节能降耗的凹土基负载型催化剂的制备方法，本发明的再一目的是提供一种高转化率、高选择性的凹土基负载型催化剂在制备单氯代苯酐中的应用。

技术方案：本发明所述的一种凹土基负载型催化剂，催化剂活性组分与凹土的质量比为1：5～1：10。催化剂活性组分为金属氯化物路易斯酸FeCl₃、AlCl₃或ZnCl₂。

本发明所述的制备方法，将催化剂活性组分与凹土按1：5～1：10的质量比混合、挤条成形、干燥后，在200～280℃温度下焙烧2～3h，研磨过80～100目筛，制得催化剂。

本发明所述的应用，将凹土基负载型催化剂投入熔融苯酐中，凹土基负载型催化剂的质量为苯酐质量的1.5～2.0％，常压下通入流量为15～20mL/min的氯气，在150～180℃反应温度下进行直接氯代催化反应14～20小时。

反应原理：凹土是一种特殊的吸附材料，具有独特的孔道结构，因此能负载FeCl₃，提高反应的选择性和原料的转化率。

有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：原料转化率和单氯代苯酐选择性高，苯酐转化率为85.3～96.8％，单氯代苯酐选择性为83.7～93.6％；催化剂性能稳定，易回收，可反复使用；催化剂制备和反应操作简单，反应条件温和，节省能源消耗；凹土是一种廉价的天然铝镁硅酸盐矿物，具有大的比表面积和较好的吸附活性，是很好的吸附剂和载体，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的XRD图谱。

具体实施方式