[发明专利]一种碱金属复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种碱金属复合材料及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域。本发明碱金属复合材料包括钠‑钾合金，充分发挥了钠和钾促进烷基链上活性氢与烯烃α原子的耦合的协同作用；将钠‑钾合金负载到载体上，增加了合金与反应物的接触面积，提高了钠‑钾合金的机械强度，这使钠‑钾合金在催化过程中不易变形从而增大与反应物的接触面积；载体中钾离子可以进一步催化反应，这使得本发明的碱金属复合材料作为催化剂时减少了侧链烷基化反应中副反应的发生，提高了原材料的转化率。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种碱金属复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

苯乙烯单体是一种重要的有机化工原料，主要用于聚苯乙烯、ABS树脂、丁苯橡胶、不饱和树脂等产品的生产。此外，还可用于制药、染料或制取农药乳化剂以及选矿剂等，用途十分广泛。目前大部分工业苯乙烯是由苯和乙烯经 Friedel-Craft反应生成乙苯，再经催化脱氢得来。该法流程较长、副反应多、能耗和生产成本较高。

侧链烷基化反应是生产苯乙烯的一条有潜在应用前景的路线，1967年 Sidorenko等首次用碱金属离子交换的X型和Y型沸石为催化剂成功用甲苯和甲醇合成了乙苯以及苯乙烯。与传统工艺相比，此方法具有原料来源广、成本低、能耗低、污染少等优点。

目前，侧链烷基化反应已在多种催化剂上进行了广泛的研究。美国专利US5015796公开了使用碱金属离子或者碱土金属离子处理的沸石分子筛用于甲苯甲醇侧链烷基化反应，但是甲苯转化率仅为6.6％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碱金属复合材料及其制备方法和应用，本发明提供的碱金属复合材料提高了侧链烷基化反应中原料的转化率。

本发明提供了一种碱金属复合材料，包括载体以及负载于所述载体上的钠- 钾合金；所述载体包括钾盐和活性炭。

优选的，所述钠-钾合金中钠与钾的质量比为1～1.5：1。

优选的，所述载体中钾盐与活性碳的质量比为1：1～1.5。

优选的，所述载体与钠-钾合金的质量比为1～1.5：1。

本发明还提供了上述方案所述碱金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将钠与钾的混合物进行升温熔化，得到钠-钾合金；

将钾盐、活性炭与水混合后进行干燥，得到混合物；

将所述混合物进行第一煅烧，得到载体前驱体；所述第一煅烧的温度为 200～250℃；

将所述载体前驱体研磨后进行第二煅烧，得到载体；所述第二煅烧的温度为150～250℃；

将所述载体与钠-钾合金进行混合球磨，得到所述碱金属复合材料。

优选的，所述载体与钠-钾合金的粒径独立地为250目～300目。

优选的，所述混合球磨的转速为500～1000r/min，时间为18～24h。

优选的，所述升温熔化的温度为200～300℃。

优选的，所述第一煅烧的保温时间为8～10h；所述第二煅烧的保温时间为 3～5h。

本发明还提供了上述方案所述碱金属复合材料或上述方案所述制备方法制备的碱金属复合材料作为催化剂在催化侧链烷基化反应中的应用。