[发明专利]NaOH-Al2

说明书

本发明公开了一种NaOH‑Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/GO催化剂及催化合成苯甲醚，以改良的Hummrs法制备的氧化石墨烯(GO)为载体，先采用水热法负载Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;纳米粒子，然后在高温下负载NaOH，制备成NaOH‑Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/GO催化剂。该催化剂中的GO不仅能够有效地防止Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;纳米粒子的团聚现象，纳米粒子也能反过来减少GO层间的作用力，而且其具有大比表面积，使负载的催化活性组分大量增加，进一步提高了催化活性；同时催化剂中负载的NaOH为催化剂提供了碱性(碳酸二甲酯在碱性条件下会加快与苯酚的反应)。因此，该催化剂用于催化碳酸二甲酯与苯酚反应，大大提高了苯甲醚的产率，降低了环保压力，又可以降低原料成本，满足了工业制苯甲醚的环保要求与经济要求。

技术领域

本发明属于苯甲醚的制备技术领域，具体涉及一种NaOH-Al₂O₃/GO催化剂及其催化合成苯甲醚的方法。

背景技术

苯甲醚具有茴香性芳香气味，广泛应用于有机合成反应中。苯甲醚由苯酚与甲基化试剂在碱性条件下制备得到，传统工艺一般以硫酸二甲酯、甲醇、碘甲烷等甲基化试剂与苯酚反应制得苯甲醚。其中以硫酸二甲酯为原料的生产工艺虽然具有良好的反应活性，但反应过程中会产生大量的酸，不但会污染环境，而且会加大处理成本，且硫酸二甲酯自身就是剧毒物。以碘甲烷为原料，反应活性较高，但碘甲烷自身价格昂贵，所以从经济成本方面看也不是选择的首选。以甲醇为原料所需的反应条件又很难控制，所以无论从经济方面或者环保方面都需要一种替代品来满足反应要求。

碳酸二甲酯(DMC)也是一种常见的甲基化试剂，由于也含有甲基、羰基等活性基团，且制备成本相对较低，自身毒性较低，安全性较高，可以作为理想的替代品，但问题是和硫酸二甲酯或者碘甲烷相比，尽管在经济与环保方面有优势，但其反应活性较低，苯甲醚的产率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种NaOH-Al₂O₃/GO催化剂，以及采用该催化剂催化合成苯甲醚的方法。

针对上述目的，本发明所采用的NaOH-Al₂O₃/GO催化剂是以氧化石墨烯为载体，负载活性组分NaOH和Al₂O₃，以催化剂的质量为100％计，NaOH的负载量为 15％～40％，Al₂O₃的负载量为10％～30％；该催化剂由下述方法制备得到：

将氧化石墨加入去离子水中，超声分散1～3小时，得到氧化石墨烯分散液；然后向氧化石墨烯分散液中加入硝酸铝、尿素，室温搅拌1～3小时，所得混合液置于聚四氟乙烯内衬的反应釜中，并加入N-甲基吡咯烷酮，将反应釜置于鼓风干燥箱中，在密闭条件下250～400℃反应10～15小时，反应完后冷却至室温，离心分离、洗涤、干燥，得到负载Al₂O₃纳米粒子的氧化石墨烯，记为Al₂O₃/GO；将Al₂O₃/GO加入氢氧化钠水溶液中，80～120℃搅拌至干燥，再置于管式炉中，在氮气气氛下400～600℃焙烧2～8小时，得到NaOH-Al₂O₃/GO催化剂。

上述NaOH-Al₂O₃/GO催化剂中，以催化剂的质量为100％计，优选NaOH的负载量为20％～30％，Al₂O₃的负载量为15％～25％。

上述催化剂的制备方法中，优选将反应釜置于鼓风干燥箱中，在密闭条件下 300～350℃反应10～15小时。