聚合物包封的用作为催化剂的离子交换树脂制造技术

公开了聚合物包封的离子交换树脂。该树脂可用于吸附、催化和其他应用上。还公开了含离子交换树脂和过渡金属的聚合物包封的结合物的催化剂。该催化剂可用于氢化、氧化、加氢甲酰化、聚合和其他有价值的工艺上。一些聚合物包封的催化剂对在由氢气和氧气生产过氧化氢的方法的生产率有所提高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚合物包封的离子交换树脂及其作为催化剂或吸收剂 的用途。
技术介绍
过氧化氢是可用于诸如水处理、纸浆和纸张漂白和有机合成之类 应用中的一种重要的中间化学品。目前，生产过氧化氢的商业方法牵涉蒽醌自氧化(参见例如美国专利Nos. 4428923和6524547)。该方法 要求许多反应和纯化部分，使用大体积的溶剂，并提供达不到理想的 过氧化氢产率。也可通过使氢气与氧气在合适的催化剂存在下直接反应，制备过 氧化氢，但迄今为止，低的反应速度、差的选择率和潜在的爆炸性反 应物妨碍了直接&02制造成为商业现实。然而，对于确定安全经济的 路线保持着相当大的兴趣。由氢气和氧气制备过氧化氢的已知方法使用载负的过渡金属(第3 -12族元素)，特别是铂族金属。确定了宽泛的各种无机和有机载体， 其中包括活性炭(美国专利No. 6168775和6649140)、氟化碳(美国专 利5846898 )、磺酸官能化碳(美国专利No. 6284213) 、 二氧化硅、氧 化铝(美国专利No. 5961948)、聚合物纤维(美国专利No. 6375920)和离 子交换树脂(美国申请公布Nos. 2003/0215383和2004/0151658)。最近，称为"微胶嚢化"的技术用于制备具有改进性能的催化剂(参 见，例如"化学通讯(Chem， Commun. ) " (2003) 449和在其内引证的 参考文献；"应用化学(Angew. Chem. ) Int. Ed. 40 (2001) 3469;"美 国化学学会会志(J. Am.Chem.Soc. )" 120 (1998) 2985)。 EP0498166A1 公开了用随后将聚合的4-溴苯乙烯或苯乙烯浸渍过的氧化铝负栽的 Pd催化剂(参见实施例7和对比例8)。仅仅聚(4-溴苯乙烯)涂布的催 化剂在由氢气和氧气生成过氧化氢中具有活性。美国申请公布 No. 2004/0184983公开了由下述组成的催化剂(a)—种或更多种柏族金属作为活性组分；(b)—种或更多种聚烯烃；和(c)载体。将聚烯烃 溶解在溶剂内，和使用所得溶液浸渍载体或催化剂。该催化剂可用于 在含卣代促进剂和/或酸促进剂的反应溶剂内由氢气和氧气生产过氧 化氢。
技术实现思路
一方面，本专利技术涉及聚合物包封的离子交换树脂。该树脂可用于 吸收、催化和其他应用上。本专利技术还包括可用于氢化、氧化、加氢曱 酰化、聚合和其他有价值工艺的催化剂。该催化剂包括过渡金属和离 子交换树脂的聚合物包封的结合物。 一些聚合物包封的催化剂对在由 氢气和氧气生产过氧化氢的工艺中的生产率有所提高。具体实施方式一方面，本专利技术是含聚合物包封的离子交换树脂的组合物。 离子交换树脂是具有离子交换性能的合成的有机聚合物。可在"离 子交换(Ion Exchange )，，，福里德里奇赫尔法里奇(Friedrich Helfferich) ，McGraw Hill Book Company, Inc. (1962)，第26-71 页中找到离子交换树脂的实例。大多数离子交换树脂是由乙烯基单体 制备的加成共聚物。离子交换树脂根据官能度分为或者强酸或者弱酸 或者碱。酸性树脂(阳离子树脂)通常含有磺酸或羧酸基。取决于其应 用，酸性离子交换树脂可含有质子和其他阳离子(例如碱金属、碱土金 属、镧系金属、锌、镉、铵、烷基铵、烷基鳞)。碱性树脂(阴离子树 脂)通常含有胺、取代胺、铵或取代铵基。可使用胶凝状(gelular)和大网离子交换树脂这二者(参见福里 德里奇赫尔法里奇(F.Helfferich)前述同一文章，笫59 - 60页)。 尤其优选由非常小的凝胶微球的聚集体組成和因此具有微孔和大孔的 大网离子交换树脂。树脂的平均孔径优选大于10埃，更优选大于20 埃。树脂的内表面积范围为1 - 1000平方米/克，优选范围为10-900 平方米/克(m7g)，更优选范围为30 - 600平方米/克(m7g)(参见 R.L.奥尔布赖特(R.L.Albright)，在"催化剂载体和负栽的催化剂 (Catalyst Supports and Supported Catalysts)" (1987)中的"Basic Principles of Catalysis by Functionalized Porous Organic Polymers (通过官能化的多孔有机聚合物催化的基本原理)"，A. B.斯蒂尔斯(A.B.Stiles)编辑，Butterworths Publishers,第159- 186 页)。本专利技术的离子交换树脂被聚合物包封。"包封"是指它包含在聚 合物层内且被其包围。由于离子交换树脂典型地以各种尺寸(例如约 IO微米-约2毫米)的珠粒形式供应，因此包封牵涉在聚合物涂层内 捕获树脂珠粒。一般地，聚合物是天然或通过加成或缩合聚合制备的合成的有机 聚合物(含有碳原子)。适合于在制备聚合物包封的催化剂中使用的聚 合物是通过自由基、离子、配位或缩合聚合一种或更多种可聚合的单 体生产的均聚物或无规和嵌段共聚物。实例包括聚苯乙烯类、聚烯烃、 聚醚、聚脲、聚丙烯酸类、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚硅氧烷、多糖、 多肽、聚核苷酸和类似物，及其混合物。优选聚苯乙烯类、聚烯烃及 其混合物。尤其优选聚苯乙烯。可通过本体、溶液、悬浮或乳液聚合 方法生产聚合物。该聚合物可以是烃，或者它们可掺入官能团，例如 闺素、羟基、胺、囟化铵、羧酸、膦、氧化膦、烷氧基、硅烷、甲硅 烷氧基或类似官能团。尤其优选含卣素的聚合物(例如聚(4-溴苯乙 烯))。存在许多合适的方式在聚合物内包封离子交换树脂。合适的技术 包括例如喷雾干燥、喷雾骤冷、喷涂、相分离和凝聚(coascervation)、 注射处理涂布、流化床涂布、干对干(dry-on-dry )涂布、熔体挤出、 气相沉积、就地聚合，其中包括就地界面聚合等。在"医药微胶嚢和 纳米颗粒 (Microcapsule and Nanoparticles in Medicine and Pharmacy) ，， , M.唐布劳(M. Donbrow)编辑，第1-14页的引言章节 中和在其内引证的参考文献，以及G.比斯特曼(G.Beestman)在"农 药受控释》文给药体系(Controlled-Release Delivery Systems for Pesticides ) ，， (1999)，H.希尔(H. Scher )编辑，第31-54页中的 "Microencapsulation of Solid Part icles (固体颗粒的微胶嚢化)" 公开了这些和其他微胶嚢化技术。还参见美国专利No. 6156245。就地聚合是一种优选的技术。离子交换树脂悬浮在含有单体、引 发剂和其他组分的反应介质内，且进行聚合得到聚合物包封的离子交 换树脂。单体可以亲水(例如N，N-二甲基丙烯酰胺)、疏水(例如苯乙烯)或这些的结合物。合适的技术包括本体、乳液、悬浮和界面聚合。 可按照这一方式制备聚合物包封的离子交换树脂。作为实例，可在离 子交换树脂的含水悬浮液内聚合苯乙烯或苯乙烯与其他烯键式单体的 混合物。通过相分离/凝聚(coascervation)的聚合物包封是另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂，它包括过渡金属和离子交换树脂的聚合物包封的结合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B勒卡克，RA格雷，
申请(专利权)人：利安德化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]