碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及催化剂技术领域，提供了一种碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂的制备方法，以含氯多孔树脂微球为载体，三苯基膦为主要活性组分，二甲基甲酰胺为溶剂，I

Immobilized catalyst, preparation method and application for vinyl carbonate production

【技术实现步骤摘要】
碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及催化剂
，具体而言，涉及一种碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]碳酸乙烯酯(EC)是一种性能优良的有机溶剂，可溶解多种聚合物；另可作为有机中间体，可替代环氧乙烷用于二氧基化反应，并是酯交换法生产碳酸二甲酯的主要原料；还可用作合成呋喃唑酮的原料、水玻璃系浆料、纤维整理剂等；此外，还应用于锂电池电解液中。碳酸乙烯酯还可用作生产润滑油和润滑脂的活性中间体。
[0003]目前常采用环氧乙烷与二氧化碳加成法制备碳酸乙烯酯，该加成法为放热、体积缩小的反应,从化学平衡方面看,低温、高压的条件有利于反应的进行，同时选择合适的催化剂是反应能否顺利进行的关键，该反应的体系主要为均相催化体系。均相催化体系的催化效果良好，但存在一个问题，即在反应结束后，催化剂与产物难以分离，一方面影响产物的纯度，另一方面造成催化剂非必要的损耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂、制备方法及应用，通过将催化剂固载化，有效解决了催化剂与产物难以分离的问题。
[0005]本专利技术第一方面提供了一种碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂的制备方法，以含氯多孔树脂微球为载体，三苯基膦为主要活性组分，二甲基甲酰胺为溶剂，I
‑
为配位阴离子，合成固载化催化剂。
[0006]本专利技术第二方面提供了一种由上述制备方法制得的碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂。
[0007]本专利技术第三方面提供了上述碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂的应用，具体用于以环氧乙烷和二氧化碳为原料制备碳酸乙烯酯的反应过程。
[0008]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0009]本专利技术所提供的制备方法，以含氯多孔树脂微球为载体，三苯基膦为主要活性组分，二甲基甲酰胺为溶剂，I
‑
为配位阴离子，合成固载化催化剂，该固载化催化剂在环氧乙烷与二氧化碳加成法制备碳酸乙烯酯的反应过程中，对原料环氧乙烷的转化率以及对产物碳酸乙烯酯的选择率均较高，且重复使用多次后，催化剂的催化性能无明显的下降，表明该固载化催化剂具有良好的催化性能及使用寿命。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。
[0011]图1为本专利技术实施例1提供的碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂的扫描电镜图。
具体实施方式
[0012]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0013]本具体实施方式提供了一种碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂的制备方法，以含氯多孔树脂微球为载体，三苯基膦为主要活性组分，二甲基甲酰胺为溶剂，I
‑
为配位阴离子，合成固载化催化剂，具体包括如下步骤：
[0014]S1、将含氯多孔树脂微球和三苯基膦分别加入至二甲基酰胺中，加热反应，得到含氯中间体；
[0015]S2、将含氯中间体洗涤后，置于KI溶液中，保温静置，得到固载化催化剂。
[0016]进一步地，在步骤S1中，按质量比计，含氯多孔树脂微球：三苯基膦：二甲基酰胺＝1：(0.4
‑
0.6)：(6
‑
8)。
[0017]进一步地，在步骤S2中，按质量比计，含氯中间体：KI溶液＝1：(4
‑
6)，其中，KI溶液的浓度为20wt％。
[0018]进一步地，在步骤S1中包括：
[0019]S11、制备具有多孔结构的含氯多孔树脂微球
[0020]向去离子水中依次加入偏二氯乙烯、过氧化苯甲酰、双甲基丙烯酸乙二醇酯、甲苯和白油，于70℃下反应8h后，过滤出固相，洗涤即得含氯多孔树脂微球。
[0021]其中，按质量比计，偏二氯乙烯：过氧化苯甲酰：双甲基丙烯酸乙二醇酯：甲苯：白油＝1：(1
‑
1.4)：(0.4
‑
0.6)：(4
‑
6)：(10
‑
12)。
[0022]其中，含氯多孔树脂微球的粒径为500纳米
‑
550纳米。
[0023]进一步地，在步骤S1中还包括：
[0024]S12、在含氯多孔树脂微球上负载纳米铁
[0025]将含氯多孔树脂微球与氯化铁粉末同时置于乙醇中，搅拌下滴加硼氢化钠溶液，搅拌并反应10min后抽滤，洗涤后得到负载纳米铁的含氯多孔树脂微球。
[0026]含氯多孔树脂微球的表面粗糙，在吸附氯化铁后，其表面更加粗糙，氯化铁被还原成纳米零价铁后，吸附在微球表面，进一步增大了含氯多孔树脂微球的表面粗糙度，即增大了微球表面的比表面积，有利于提升催化反应效率。
[0027]进一步地，在步骤S1中还包括：
[0028]S13、在三苯基膦上负载纳米铁
[0029]将三苯基膦置于氯化铁溶液中，搅拌30min后，静置4h，过滤，烘干，得到负载有纳米铁的三苯基膦。
[0030]利用三苯基膦与铁的配体作用，使得铁能够更好地与三苯基膦相互吸附，并且，由于在含氯多孔树脂微球的表面存在铁，三苯基膦也能够很好地吸附于微球表面。
[0031]进一步地，在步骤S1中还加入有单宁酸，按质量比计，含氯多孔树脂微球：单宁酸
＝1：(0.5
‑
0.7)。
[0032]通过单宁酸与铁的络合作用，使得三苯基膦能够更加稳固地吸附在含氯多孔树脂微球的表面，从而有效提升催化剂的使用寿命。
[0033]实施例1
[0034]本实施例用于制备碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂，包括如下步骤：
[0035]S1、制备含氯中间体
[0036]S11、制备具有多孔结构的含氯多孔树脂微球
[0037]向去离子水中依次加入偏二氯乙烯、过氧化苯甲酰、双甲基丙烯酸乙二醇酯、甲苯和白油，按质量比计，偏二氯乙烯：过氧化苯甲酰：双甲基丙烯酸乙二醇酯：甲苯：白油＝1：1.2：0.5：5：11，于70℃下反应8h后，过滤出固相，洗涤烘干即得粒径为520纳米的含氯多孔树脂微球。
[0038]S12、在含氯多孔树脂微球上负载纳米铁
[0039]将含氯多孔树脂微球与氯化铁粉末按质量比1：4同时置于500mL乙醇中，搅拌下以20滴/分钟的速率滴加硼氢化钠溶液(浓度为15wt％)，搅拌并反应10min后停止滴加硼氢化钠溶液，抽滤，洗涤后得到负载纳米铁的含氯多孔树脂微球。
[0040]S13、在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂的制备方法，其特征在于，以含氯多孔树脂微球为载体，三苯基膦为主要活性组分，二甲基甲酰胺为溶剂，I
‑
为配位阴离子，合成固载化催化剂。2.根据权利要求1所述的碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将含氯多孔树脂微球和三苯基膦分别加入至二甲基酰胺中，加热反应，得到含氯中间体；S2、将含氯中间体洗涤后，置于KI溶液中，保温静置，得到固载化催化剂。3.根据权利要求2所述的碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂的制备方法，其特征在于，按质量比计，含氯多孔树脂微球：三苯基膦：二甲基酰胺＝1：(0.4
‑
0.6)：(6
‑
8)；按质量比计，含氯中间体：KI溶液＝1：(4
‑
6)。4.根据权利要求2所述的碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤S1中包括：S11、制备具有多孔结构的含氯多孔树脂微球向去离子水中依次加入偏二氯乙烯、过氧化苯甲酰、双甲基丙烯酸乙二醇酯、甲苯和白油，于70℃下反应8h后，过滤出固相，洗涤即得含氯多孔树脂微球。5.根据权利要求4所述的碳酸乙烯酯生产用固载化催化剂的制备方法，其特征在于，按质量比计，偏二氯乙烯：过氧化苯甲酰：双甲基丙烯酸乙二醇酯：甲苯：白油＝1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凤翔，杨俊，袁波，石飞，
申请(专利权)人：四川鸿鹏新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：