[发明专利]一种用于合成碳酸二甲酯的催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于合成碳酸二甲酯的催化剂的制备方法，将Salen金属配合物负载在SiO₂或Al₂O₃载体上制备出负载型复合催化剂，用于催化合成碳酸二甲酯，反应以甲醇和二氧化碳为原料，在该催化剂作用下，有利于二氧化碳吸附态的成和解离，并且能够促进甲醇的吸附活化，从而提高二氧化碳和甲醇的反应活性，提高反应效率。

技术领域

本发明属于催化合成技术领域，具体涉及一种用于合成碳酸二甲酯的催化剂的制备方法。

背景技术

碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate，简称DMC)，化学结构式为CH₃O-CO-CH₃O，是一种重要的环保型绿色有机化工原料，由于结构中有甲基、羰基、甲氧基等基团，既可以代替光气作羰基化剂，又可以代替硫酸二甲酯作甲基化剂，还可以代替甲基叔丁基醚作为环保型汽油添加剂。另一方面，以碳酸二甲酯为原料可以开发、制备多种高附加值的精细专用化学品，在医药、农药、合成材料、染料、润滑油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域具有广泛应用。

目前，工业上合成碳酸二甲酯主要包括光气法、甲醇氧化羰基化法、酯交换法和甲醇尿素法等。由二氧化碳和甲醇直接合成DMC是近年来研究的热点，该反应方法不用任何溶剂，同时也没有污染排出，被认为是最经济和安全的合成方法，但是由于二氧化碳的稳定性，以二氧化碳和甲醇为原料直接合成DMC的反应在热力学上较难进行，因此，开发出高活性催化剂促进二氧化碳的活化，提高反应转化率是整个工艺的关键。

现有技术中已经公开的催化剂包括负载型金属催化剂、固体碱催化剂、氧化物催化剂、杂多酸催化剂等。中国专利公开号CN103521266B公开了一种用于合成碳酸二甲酯的复合型催化剂，以有序纳米管、线、棒阵列结构氧化物为基底，通过溶胶-凝胶法将催化活性组分负载到纳米阵列氧化物基底上制备出负载型催化剂，能够有效提高催化剂利用效率，但使用该催化剂催化合成碳酸二甲酯，反应压力大、温度高，条件苛刻，并且DMC的产率有限；中国专利公开号CN1287896C公开了一种合成碳酸二甲酯的固体碱催化剂的制法，固体碱催化剂的质量百分比组成为氟化钙15.0-30.0％，氧化锆70.0-85.0％，该催化剂具有易于与产品分离，可重复使用的优点，但催化合成碳酸二甲酯的收率较低，不能满足现代化工业生产的需求。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明提供一种用于合成碳酸二甲酯的催化剂的制备方法，制备出的催化剂活性高，催化效果好。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种用于合成碳酸二甲酯的催化剂的制备方法，其特殊之处在于：

包括以下步骤：

(1)、以3-叔丁基-5-(4-吡啶基)水杨醛与乙二胺为原料合成Salen配体；

(2)、将步骤(1)制得的Salen配体溶于无水甲醇中，然后逐滴加入过渡金属盐的甲醇溶液，该混合液搅拌1-24h后，加热回流，得反应产物金属Salen配合物，记为MSalen；

(3)、将纳米SiO₂或Al₂O₃颗粒均匀分散到溶剂中，加入硅烷偶联剂，在惰性气体保护气作用下加热回流，反应结束后蒸干得到干燥颗粒；

(4)、将步骤(3)所得SiO₂或Al₂O₃干燥颗粒均匀分散于溶剂中，加入步骤(2)制得的金属Salen配合物，然后通入惰性气体保护气加热回流，蒸干得到负载金属Salen的SiO₂或Al₂O₃颗粒，记为催化剂MSalen/SiO₂或MSalen/Al₂O₃。