[发明专利]一种Fe2O3-CeO2/SiO2固体碱催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种Fe₂O₃‑CeO₂/SiO₂固体碱催化剂及其制备方法与应用。所述催化剂Fe₂O₃‑CeO₂/SiO₂以氧化铁为第一活性组分，以氧化铈为第二活性组分，以二氧化硅为载体；以载体的质量为基准，所述的第一活性组分氧化铁的理论负载量为7～14wt％；所述的第二活性组分氧化铈的理论负载量为10wt％～20wt％。本发明所述的催化剂的制备方法简单，能耗低，载体原料价廉易得，其对梨醇酯酯交换反应具有良好的选择性，副产物少，酯交换反应降低了反应温度，克服了传统工艺原工艺路线较长，产品收率低的缺点，易于扩大规模进行工业生产。

(一)技术领域

本发明属于固体碱催化剂技术领域，具体涉及一种负载型固体碱铁铈催化剂及其制备方法与在梨醇酯酯交换反应中制备异戊烯醇中的应用。

(二)背景技术

异戊烯醇工业上常被用于合成低毒、强杀伤力菊酯类农药的中间体贲亭酸甲酯，和贲亭酸甲酯的下游产品菊酰氯，二氯菊酸酯等。拟除虫菊酯类农药是我国大力推广的取代高毒性、高残留有机磷类农药的理想取代品，而贲亭酸甲酯是合成菊酯的必须中间体，是菊酯类中间体中起到纽带作用的关键原料，目前在国内菊酯行业中，掌握高附加值合成菊酯中间体技术的企业还很少。此外，异戊烯醇还常被用于合成柠檬醛，柠檬醛被广泛应用在香料工业和食品领域，它是工业上合成被大量使用的类胡萝卜素的中间体，是合成维生素E，A的原料。

采用梨醇酯酯交换催化合成异戊烯醇，既符合国家对农药重点发展的方向，也能提高资源的利用率，具有很好的经济效益和社会效益。近些年异戊烯醇的工业应用范围被不断拓展，工业供求量急剧增加，合成异戊烯醇的工艺已被大力研究，为实现异戊烯醇的大规模工业化生产做好理论铺垫提高其产量已迫在眉睫。

根据不同的反应原料，异戊烯醇的合成路线主要可分为以下三类：(1)异戊二烯法，氯代异戊烯被异戊二烯与混合物经催化加成合成，产物中的氯甲基丁烯催化得到乙酸酯,乙酸酯与乙酸钠反应，经水解得到最终产物。异戊二烯法原料来源丰富，生产成本优势明显，反应过程平缓，但异戊二烯沸点低，气相反应不易控制，且蒸气毒性较大，对设备腐烛极大。(2)丙酮法，通过丙酮和乙炔的炔化反应，在碱性体系下，生成乙炔基异丙醇，再以催化剂，催化加氧合成甲基丁烯醇，异构化反应制得异戊烯醇。丙酮法乙炔原料成本高，工艺路线较长，产品收率低，须以贵金属为催化剂进行催化加氧，生产成本升高。(3)异丁烯法，聚甲醛和异丁烯在磷酸氢二钠催化条件下反应生成3-甲基-3-丁烯-1-醇和3-甲基-2-丁烯-1-醇的混合物，然后以钯/碳为催化剂，将3-甲基-3-丁烯-1-醇转位成异戊烯醇。此方法的缺点是设备投资很大，反应条件苛刻，生产成本高。

介于目前这些方法的一些不足，寻找一种工艺简单，反应过程平缓，产品收率高的合成路线及适用的催化剂来克服现有技术的不足之处。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种负载型固体碱铁铈催化剂及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种Fe₂O₃-CeO₂/SiO₂固体碱催化剂，以氧化铁为第一活性组分，以氧化铈为第二活性组分，以二氧化硅为载体；以载体的质量为基准，所述的第一活性组分氧化铁的理论负载量为7～14wt％；所述的第二活性组分氧化铈的理论负载量为10wt％～20wt％。

进一步，所述的第一活性组分氧化铁的负载量优选为7wt％；所述第二活性组分氧化铈的负载量优选为10wt％。

本发明所述的Fe₂O₃-CeO₂/SiO₂固体碱催化剂的制备方法具体按照如下步骤进行制备：