[发明专利]一种Y分子筛包覆的氧化镁-二氧化钛催化剂及其在酯交换反应中的应用

说明书

本发明公开了一种Y分子筛包覆的氧化镁‑二氧化钛催化剂及其在酯交换反应中的应用，该催化剂为以MgO‑TiO₂颗粒为核中心，通过其外层包覆Y分子筛膜得到MgO‑TiO₂@Y分子筛复合结构催化剂，应用于乙二醇碳酸酯和甲醇制碳酸二甲酯的反应中，MgO‑TiO₂与Y分子筛具有协同作用，本复合结构催化剂中Y分子筛提供高比表面积和较佳的孔道分布吸附和筛选反应分子，在催化剂核中心MgO‑TiO₂表面反应物发生酯交换反应生成碳酸二甲酯，最终有效地提高了目标产品碳酸二甲酯的选择性，本催化剂在低温区(80℃)酯交换反应活性也较佳。

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种Y分子筛包覆的MgO-TiO₂催化剂，一种用酯交换制备碳酸二甲酯的包覆结构的MgO-TiO₂@Y分子筛催化剂的制备方法。

背景技术

碳酸二甲酯是重要的绿色化工原料，其用途广泛，可作为溶剂、汽油添加剂等，也是经乙二醇碳酸酯合成聚碳酸酯的重要原料，目前国内外众多研究者均在积极研究和推广新型碳酸二甲酯的合成方法，其中以来源广泛且廉价的甲醇为原料，通过酯交换法合成碳酸二甲酯工艺温和，且可联产乙二醇或1,2-丙二醇，因此应用最为广泛。

影响酯交换法合成碳酸二甲酯技术开发的一个重要因素为高效催化剂的开发，以碱金属氢氧化物、碱金属醇盐为典型催化剂的均相催化剂，反应速度快，产品收率高，备受关注，但均相催化剂不易与产物分离，操作费用高，且稳定性较差，增加了其推广难度；目前阶段，针对均相催化剂难于分离的开发的非均相催化剂，能有效解决催化剂难于分离和回收的难题，但该类催化剂的目标产品选择性和收率较低。

如美孚公司(专利US5498743)成功开发以硅胶为载体，负载碱土金属元素的卤化盐，作为酯交换催化剂，但收率和选择性均较低，专利CN 1228358A以钾元素离子交换后的Y分子筛为载体，通过浸渍法制备KOH-KY催化剂，可重复使用，产品易分离，但丙二醇碳酸酯的转化率仅为41％，未见其对乙二醇碳酸酯酯交换反应活性报道；CN101249452A以成核/晶格隔离法处理后的水滑石为载体，通过浸渍氟化钾得到的纳米级固体碱催化剂，催化剂经离心分离后可重复多次使用，150℃条件下，乙二醇碳酸酯转化率达94.5％，碳酸二甲酯选择性为76％，但其低温反应活性较差，且反应时间长；因此，非均相催化剂的工业推广还是存在技术瓶颈，需要重点突破。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Y分子筛包覆的MgO-TiO₂催化剂，该催化剂为合成碳酸二甲酯包覆结构的非均相催化剂，由乙二醇碳酸酯和甲醇合成碳酸二甲酯的催化稳定性好且活性高。

本发明的另外一个目的是通过精准设计和可控制备，提供一种用于包覆结构的MgO-TiO₂@Y分子筛催化剂的制备方法，该制备方法可大幅提高催化剂的催化性能，制备所得催化剂具有高乙二醇碳酸酯转化率、高热力学稳定性的特点。

为了实现以上发明目的，本发明的具体技术方案为：

一种Y分子筛包覆的MgO-TiO₂催化剂，该催化剂以MgO-TiO₂颗粒为核中心，通过在其外层包覆Y分子筛膜，得到MgO-TiO₂@Y分子筛复合结构催化剂。

作为本申请中的一种较好的实施方式，所述Y型分子筛包覆的MgO-TiO₂催化剂的制备方法包括以下步骤。

步骤A：

称取计量比的可溶性镁源溶液、钛源溶液和醇(优选乙二醇)混合，得到混合溶液；