本发明专利技术属于催化剂技术领域，提供了碳酸亚乙烯酯生产用催化剂，催化剂的各组分按重量百分比计，复合金属氧化物为60％～70％，氧化石墨烯10％～20％，盐酸多巴胺10％～20％，水滑石5～15％；还提供一种碳酸乙烯酯的生产工艺，包括如下步骤：以氯代碳酸乙烯酯与三乙胺为原料，碳酸二甲酯为溶剂，在上述的催化剂催化的条件下反应得到碳酸亚乙烯酯。通过使用改性后的催化剂，不仅可更高效快速地进行催化，提高氯代碳酸乙烯酯的转化率及碳酸亚乙烯酯的产率；而且在催化反应过程中，能够对反应体系中产生的聚合物进行排斥，从而避免了碳酸亚乙烯酯聚合物粘附于催化剂表面，进而提高了碳酸亚乙烯酯的产率。乙烯酯的产率。
【技术实现步骤摘要】
一种碳酸亚乙烯酯的生产工艺及生产用催化剂
[0001]本专利技术属于催化剂
，具体地说，涉及一种碳酸亚乙烯酯的生产工艺及生产用催化剂。
技术介绍
[0002]碳酸亚乙烯酯的应用非常广泛。它具有良好的高低温性能与防气胀功能，可以作为锂离子电池电解液的添加剂，也可以作为一种表面涂层的组分。它还是生产化学品、药品、作物保护剂以及特别的用于聚合物、涂料和电池电解质的重要的中间体，其作为聚合物单体可以在自由基引发作用下形成较高分子量的聚碳酸亚乙烯酯，另外碳酸亚乙烯酯可以和许多有机化合物发生反应，合成出许多精细化工中间体。
[0003]现有的碳酸亚乙烯酯制备原理大体相同，即以碳酸乙烯酯为原料首先进行氯代反应得到一氯代碳酸乙烯酯，一氯代碳酸乙烯酯进行脱氯反应得到碳酸亚乙烯酯。然而，该类型的合成反应过程，往往存在一氯代碳酸乙烯酯转化为碳酸亚乙烯酯的转化率偏低的问题，造成碳酸亚乙烯酯的收率不理想。因此，往往需要催化剂助力，如公开号为CN111808064A的中国专利，公开了一种碳酸亚乙烯酯的制备方法，其包括以下步骤：一氯代碳酸乙烯酯和催化剂混合后加热至设定温度
……
得到碳酸亚乙烯酯；所述催化剂为氧化铁
‑
氧化铝
‑
氧化钛纳米纤维；公开号为CN106699720B的中国专利，公开了一种生产碳酸亚乙烯酯的方法，它包括以下步骤：(a)将干燥的氯气与碳酸乙烯酯在紫外光的照射下进行氯代反应得氯代碳酸乙烯酯；(b)将所述氯代碳酸乙烯酯溶于有机溶剂中，在催化剂的作用下与有机胺进行消去反应，生成碳酸亚乙烯酯，所述催化剂为氧化铜、氧化锌和氧化亚镍的混合物；公开号为CN113816937B的中国专利，公开了一种碳酸亚乙烯酯的制备方法，包括：向反应装置中加入一定质量的负载型铜基催化剂、碳酸乙烯酯和氢受体，催化脱氢
‑
加氢耦合反应，制备得到碳酸亚乙烯酯产品，所述负载型铜基催化剂的载体为La2O3、Al2O3、氧化锌、氧化铁或氧化镁。通过加上述金属氧化物催化剂后，可有效提高碳酸亚乙烯酯的收率、降低反应温度、降低碳酸亚乙烯酯的生产成本；然而产物的收率仍不太理想，甚至有副产物产生。
技术实现思路
[0004]本专利技术的第一个目的在于，提供碳酸亚乙烯酯生产用催化剂，该催化剂以复合金属氧化物和氧化石墨烯为载体，载体上负载有活性组分，活性组分包括：盐酸多巴胺、水滑石；催化剂的各组分按重量百分比计，复合金属氧化物为60％～70％，氧化石墨烯10％～20％，盐酸多巴胺10％～20％，水滑石5～15％。
[0005]本专利技术的第二个目的在于，提供一种碳酸乙烯酯的生产工艺，包括如下步骤：以氯代碳酸乙烯酯与三乙胺为原料，碳酸二甲酯为溶剂，在上述的催化剂催化的条件下反应得到碳酸亚乙烯酯，其中催化剂的加入量为环氧乙烷用量的0.1～3％，三乙胺与氯代碳酸乙烯酯的摩尔比为1.10～1.40，碳酸二甲酯与氯代碳酸乙烯酯的摩尔比为2.1～2.4。
[0006]本专利技术的有益效果表现在：
[0007]1、本专利技术的碳酸亚乙烯酯生产用催化剂，以复合金属氧化物和氧化石墨烯为载体，并负载盐酸多巴胺及水滑石，可以增加催化剂的孔隙率，便于提供更多的附着位点，更高效快速地进行催化，提高氯代碳酸乙烯酯的转化率及碳酸亚乙烯酯的产率。
[0008]2、本专利技术的碳酸乙烯酯生产方法，通过使用改性后的催化剂，在催化反应过程中，能够对反应体系中产生的聚合物进行排斥，从而避免了碳酸亚乙烯酯聚合物粘附于催化剂表面，进而提高了碳酸亚乙烯酯的产率。
具体实施方式
[0009]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。
[0010]第一，本专利技术提供了一种碳酸亚乙烯酯生产用催化剂，该催化剂是以复合金属氧化物和氧化石墨烯为载体，载体上负载有活性组分，活性组分包括：盐酸多巴胺、水滑石；催化剂的各组分按重量百分比计，复合金属氧化物为60％～70％，氧化石墨烯10％～20％，盐酸多巴胺10％～20％，水滑石5～15％。
[0011]专利技术人创新性地发现：在回收的金属氧化物催化剂表面包附着反应过程中生成的一些聚合物是导致催化剂活性下降的主要原因。具体地，在合成碳酸亚乙烯酯过程中，脱氯反应的温度一般控制在80℃左右，但由于碳酸亚乙烯酯本身的热敏感性，造成了碳酸亚乙烯酯在较高温度下会发生一定程度的自聚合产生聚合物，并可能造成黏附于催化剂表面，使得合成过程中一氯代碳酸乙烯酯转化为碳酸亚乙烯酯的转化率偏低。
[0012]本专利技术以复合金属氧化物和氧化石墨烯为载体，并负载盐酸多巴胺及水滑石，可以增加催化剂的孔隙率，便于提供更多的附着位点，更高效快速地进行催化，提高氯代碳酸乙烯酯的转化率及碳酸亚乙烯酯的产率。这是由于氧化石墨烯表面含有较多的羟基、羧基和环氧基官能团，且呈网状结构形态，利用复合金属氧化物和氧化石墨烯为载体，形成物理和化学吸附的双重效果，不仅使的载体表面易功能化，而且利用硅烷偶联剂的桥联作用，可更稳定的负载盐酸多巴胺、水滑石，使得到活性组分在氧化石墨烯与盐酸多巴胺的交互作用下能够与复合金属氧化物之间形成物理吸附和化学吸附作用，使得催化剂在反应体系中能够保持良好的稳定性。
[0013]具体地，通过在氧化石墨烯的两亲性及分散性，并利用多巴胺的粘附效应，多巴胺能够附着并包覆于氧化石墨烯表面，使得氧化石墨烯与多巴胺之间的交联作用更强，从而使得活性组分与载体之间的吸附稳定性更稳固，另外，氧化石墨烯与水滑石之间具有类似的层状结构，可增加催化剂的孔隙率，便于给反应原料提供更多的附着位点，提高催化活性，从而提高氯代碳酸乙烯酯的转化率及碳酸亚乙烯酯的产率；更重要的是，在反应体系的碱性条件下，多巴胺能够被氧化生成带自由基的中间体，该自由基中间体在内层片状氧化石墨烯与外层层状水滑石的包覆下，能够对反应体系中产生的聚合物进行排斥，从而避免了碳酸亚乙烯酯聚合物粘附于催化剂表面，进而提高了碳酸亚乙烯酯的产率。
[0014]本专利技术中，催化剂的制备方法为：
[0015]S1.取金属盐溶液与尿素，加水混合，搅拌加热回流，沉淀至室温后水洗抽滤，将抽滤得到的滤饼、干燥、焙烧，即得复合金属氧化物；
[0016]S2.取草酸、碳酸钠和氨水的混合液并调节pH至7
‑
10，得溶液A；本专利技术利用草酸、碳酸钠和氨水作为络合剂，在后续制备过程中将活性组分和载体络合起来，从而使得催化剂更加稳定；
[0017]S3.将盐酸多巴胺、水滑石混合，并加入缓冲溶液，混合均匀后然后再加入氧化石墨烯、搅拌，得溶液B；这样可以在氧化石墨烯载体上首先将离子液体、阴离子聚合物吸附稳定；
[0018]S4.在搅拌条件下，向溶液A中加入溶液B、复合金属氧化物及硅烷偶联剂，控温，待反应完毕后，将混合溶液在室温下陈化、过滤，将得到的沉淀清洗、干燥本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种碳酸亚乙烯酯生产用催化剂，其特征在于，所述催化剂以复合金属氧化物和氧化石墨烯为载体，载体上负载有活性组分，活性组分包括：盐酸多巴胺、水滑石；所述催化剂的各组分按重量百分比计，复合金属氧化物为60％～70％，氧化石墨烯10％～20％，盐酸多巴胺10％～20％，水滑石5～15％。2.根据权利要求1所述的碳酸亚乙烯酯生产用催化剂，其特征在于，所述催化剂的各组分按重量百分比计，复合金属氧化物为65％～70％，氧化石墨烯10％～15％，盐酸多巴胺15％～20％，水滑石5～10％。3.根据权利要求1所述的碳酸亚乙烯酯生产用催化剂，其特征在于，所述催化剂的制备方法为：S1.取金属盐溶液与尿素，加水混合，搅拌加热回流，沉淀至室温后水洗抽滤，将抽滤得到的滤饼、干燥、焙烧，即得复合金属氧化物；S2.取草酸、碳酸钠和氨水的混合液并调节pH至7
‑
10，得溶液A；S3.将盐酸多巴胺、水滑石混合，并加入缓冲溶液，混合均匀后然后再加入氧化石墨烯、搅拌，得溶液B；S4.在搅拌条件下，向溶液A中加入溶液B、复合金属氧化物及硅烷偶联剂，待反应完毕后，将混合溶液在室温下陈化、过滤，将得到的沉淀清洗、干燥、焙烧，得催化剂。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的碳酸亚乙烯酯生产用催化剂，其特征在于，所述复合金属氧化物包括Zn
‑
Ca
‑
Al复合金属氧化物、Zn
‑
Ca
【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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。