[发明专利]一种负载型金属-酸性离子液体催化剂及其应用有效

专利信息
申请号: 201910453876.4 申请日: 2019-05-28
公开(公告)号: CN110075916B 公开(公告)日: 2020-10-02
发明(设计)人: 安华良;王娣;赵新强;王延吉 申请(专利权)人: 河北工业大学;天津精分科技发展有限公司
主分类号: B01J31/02 分类号: B01J31/02;C07C29/17;C07C31/125
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地址: 300000 天津*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 负载 金属 酸性 离子 液体 催化剂 及其 应用
【说明书】:

发明提供一种负载型金属‑酸性离子液体催化剂,在固相载体上同时负载有还原性金属以及酸性离子液体。本发明的催化剂具有催化活性和选择性高、易于分离等优点,特别适用于正戊醛直接合成2‑丙基庚醇的工艺需要。本发明提供的负载型金属‑酸性离子液体催化正戊醛直接合成2‑丙基庚醇的绿色新工艺,可以大大缩短工业上合成2‑丙基庚醇的工艺流程,降低设备费用和操作费用。

技术领域

本发明属于化学合成催化剂技术领域,具体涉及一种负载型金属-酸性离子液体催化剂,并涉及该催化剂的具体应用。

背景技术

2-丙基庚醇是一种重要的增塑剂醇。它可与苯酐、偏苯三酸酐、己二酸等多元酸和酸酐反应合成各种酯类增塑剂,其中以与苯酐反应合成的邻苯二甲酸二(2-丙基庚)酯(DPHP)为主。与基于辛醇(2-乙基己醇)为原料合成的传统增塑剂——邻苯二甲酸二辛酯(DOP)相比,DPHP具有毒性小、挥发性低等优点。正是由于传统增塑剂DOP存在安全风险,欧美、日、韩等发达国家纷纷出台政策限制甚至禁止其使用,从而促使DPHP等新型增塑剂的需求量快速增长。

2-丙基庚醇是合成新型增塑剂DPHP的主要原料,现有2-丙基庚醇工业生产工艺中均是通过液体碱(主要是稀NaOH水溶液)催化正戊醛羟醛缩合反应来实现的,催化作用仅在正戊醛自缩合的碳链增长步骤中发挥。虽然液体碱催化剂具有价廉易得、反应条件温和以及产物收率较高等优点,但同时存在许多缺点:(1)碱浓度太低会导致羟醛反应不完全;(2)碱浓度过高会造成副产物较多,降低产物选择性;(3)液体碱无法回收利用,会造成生产成本提高和环境污染等问题。此外,2-丙基庚醇的生产工艺还存在工艺流程长、设备及操作费用高等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负载型金属-酸性离子液体催化剂及其应用,具有催化活性和选择性高、易于分离等优点,是羟醛缩合反应的良好催化剂,特别适用于正戊醛直接合成2-丙基庚醇的工艺需要。

本发明的负载型金属-酸性离子液体催化剂,在固相载体上同时负载有还原性金属以及酸性离子液体。

其中,固相载体表面具有羟基,载体材料选自具有较大比表面积和/或介孔结构的纳米材料,如SiO2、MCM-41或SBA-15。优选的,载体材料的比表面积不小于200m2/g。

其中,还原性金属负载量为载体质量的3%-20%,金属选自Ni、Cu、Pt、Pd或Ru中的一种或多种。

其中,酸性离子液体负载量为载体质量的5%以上,优选10%以上。

其中,酸性离子液体选自咪唑类酸性离子液体;包括[HSO3-bim]X、[HSO3-pim]X、[HOOC-(CH2)2-im]X、[HOOC-(CH2)3-im]X,其中,[HSO3-bim]代表1-(4-磺酸基)丁基咪唑阳离子,[HSO3-pim]代表1-(3-磺酸基)丙基咪唑阳离子,[HOOC-(CH2)2-im]代表1-(2-羧乙基)咪唑阳离子,[HOOC-(CH2)3-im]代表1-(3-羧丙基)咪唑阳离子,阴离子X为:CF3SO3-、P-TSA-、BF4-、CH3SO3-、CF3COO-、CCl3COO-或HSO4-

其中,酸性离子液体与固相载体之间通过偶联剂键合,所述偶联剂为硅烷偶联剂。

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