复合催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合催化剂及其制备方法和应用，其中，所述复合催化剂的制备方法，包括如下步骤：1)将钛酸酯和铝酸酯溶于羟基化合物制备得a溶液；2)将含磷化合物溶于去离子水制备得b溶液；3)将所述a溶液和所述b溶液混合、升温反应；4)将反应液进一步处理，得复合催化剂。由此，该制备方法通过对二氧化钛纳米化的方法，解决了钛酸酯水解反应的问题；通过对纳米二氧化钛与氧化铝复合的方法，提高催化剂的分散性，增大催化剂比表面积以及与反应物接触的机会，从而实现提高催化剂的活性和稳定性的目标。其中氧化铝具有较大的孔容和比表面积，可用于纳米二氧化钛的载体，并进一步提高催化剂的稳定性。剂的稳定性。剂的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
复合催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂领域，尤其是涉及一种复合催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]自聚酯问世以来，聚酯催化剂的研究一直是本领域的热点和难点。综合来说，聚酯催化剂的研究目前存在的技术问题如下：
[0003]1、开发出一种高效、价廉、无毒的新型环保催化剂，并且该催化剂能够满足工业化生产聚酯的需要(锑系催化剂含有重金属具有致癌风险，锗系催化剂价格较为昂贵)；
[0004]2、早期使用钛的无机盐或有机酯类作为聚酯催化剂，存在易水解的问题，使聚酯切片色相泛黄，端羧基升高，二甘醇含量上升，熔点下降，影响产品质量；
[0005]3、二氧化钛催化聚酯缩聚反应具有较高的催化活性，但稳定性较差且二氧化钛与反应体系不相容，为非均相催化剂，催化效果一般。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种复合催化剂的制备方法，通过对二氧化钛纳米化的方法，提高催化剂的分散性；通过对纳米二氧化钛与氧化铝复合的方法，增大催化剂比表面积以及与反应物接触的机会，从而实现提高催化剂活性和稳定性的目标。
[0007]本专利技术的另一个目的在于提出一种复合催化剂。
[0008]本专利技术的第三个目的在于提出一种复合催化剂催化聚酯反应的应用。
[0009]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种复合催化剂的制备方法。根据本专利技术的实施例，所述复合催化剂的制备方法，包括如下步骤：1)将钛酸酯和铝酸酯溶于羟基化合物制备得a溶液；2)将含磷化合物溶于去离子水制备得b溶液，3)将所述a溶液和所述b溶液混合后进行升温反应；4)将所述反应液进一步处理，得复合催化剂。由此，该制备方法通过对二氧化钛纳米化的方法，解决了钛酸酯水解反应的问题，提高催化剂的分散性，增大催化剂比表面积以及与反应物接触的机会，从而实现提高催化剂的活性和稳定性的目标。氧化铝具有较大的孔容和比表面积，可用于纳米二氧化钛的载体，进一步提高催化剂的稳定性。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，所述b溶液的制备，还包括将含磷化合物溶解在去离子水中，并加入碱溶液至溶液澄清透明。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，以摩尔比计，所述铝酸酯：所述钛酸酯的＝1:2～1:20，和/或所述含磷化合物：所述钛酸酯＝1:1～1:15。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，以摩尔比计，所述铝酸酯：所述钛酸酯＝1:2，和/或所述含磷化合物:所述钛酸酯＝1:1。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述钛酸酯为钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四乙基己酯、钛酸四丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯和钛酸四异辛酯中的至少一种。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，所述钛酸酯为钛酸四丁酯。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，所述铝酸酯为铝酸三甲酯、铝酸三异丙酯、铝酸三苄酯中至少一种。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，所述铝酸酯为铝酸三甲酯。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，所述羟基化合物选自1～4个碳的醇类化合物。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，所述羟基化合物为乙醇。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，所述含磷化合物为磷酸、次磷酸、亚磷酸、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、多聚磷酸中的至少一种。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，所述含磷化合物为磷酸三甲酯。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，将所述反应液进一步处理，包括：中和、抽滤，洗涤、干燥、研磨。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的至少一种；和/或所述碱溶液的浓度为1～3mol/L。
[0023]在本专利技术的一些实施例中，所述a溶液和b溶液混合、升温反应包括如下步骤，将所述a溶液、所述b溶液混合均匀，在搅拌条件下；和/或升温至50℃～100℃；和/或维持温度50℃～100℃反应2h～3h。
[0024]在本专利技术的一些实施例中，所述a溶液和b溶液混合、升温反应包括如下步骤，将所述a溶液、所述b溶液混合均匀，在搅拌条件下；和/或升温至90℃；和/或维持温度90℃反应2.5h。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，所述中和包括：用酸液将反应溶液中和至pH＝7；所述酸液为盐酸溶液、硫酸溶液中的至少一种；和/或所述酸液的浓度为1～3mol/L。
[0026]在本专利技术的一些实施例中，所述洗涤包括：依次用去离子水洗涤3～5次，无水乙醇洗涤3～5次。
[0027]在本专利技术的一些实施例中，所述研磨所得催化剂的粒径为5
‑
20纳米。
[0028]在本专利技术的再一个方面，本专利技术提出了一种复合催化剂。根据本专利技术的实施例，所述复合催化剂采用上述复合催化剂的制备方法制成。所述复合催化剂是一种高效、价廉、无毒的新型环保催化剂，并且该催化剂能够满足工业化生产聚酯的需要。
[0029]在本专利技术的第三个方面，本专利技术提出了一种复合催化剂催化聚酯反应的应用。据本专利技术的实施例，所述复合催化剂采用上述复合催化剂的制备方法制成。所述复合催化剂催化聚酯反应得到的聚酯产品色相良好，不易色变。
[0030]在本专利技术的一些实施例中，基于生成所述聚酯的量，所述复合催化剂的用量以钛元素的重量计，为6～20ppm；。
[0031]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0032]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0033]图1是根据本专利技术的复合催化剂的制备过程示意图；
[0034]图2是市售纳米二氧化钛样品的XRD谱图；
[0035]图3是根据本专利技术一个实施例的复合催化剂的XRD谱图。
具体实施方式
[0036]下面详细描述本专利技术的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本专利技术的实施例。
[0037]下面参考图1描述根据本专利技术实施例的复合催化剂的制备方法。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种复合催化剂的制备方法。根据本专利技术的实施例，该复合催化剂的制备方法，包括如下步骤：1)将钛酸酯和铝酸酯溶于羟基化合物制备得a溶液；2)将含磷化合物溶于去离子水制备得b溶液；3)将a溶液和b溶液混合后进行升温反应；4)将反应液进一步处理，得复合催化剂。专利技术人发现，钛酸酯的主要作用是提供钛元素，水解生成具有催化效果的二氧化钛。铝酸酯的主要作用是提供铝元素，水解生成氧化铝除具有一定的催化效果外，氧化铝具有较大的孔容和比表面积，可用于纳米二氧化钛的载体，进一步提高催化剂的稳定性。羟基化合物是溶剂，将钛酸酯和铝酸酯在未水解的情况下确保混合均匀，水解后生成较为颗粒均一的复合催化剂。含磷化合物的加入在一定程度上降低了钛酸酯的水解速度，使得水解生成的二氧化钛颗粒较小，较均匀的负载在氧化铝上，提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将钛酸酯和铝酸酯溶于羟基化合物制备得a溶液；2)将含磷化合物溶于去离子水制备得b溶液；3)将所述a溶液和所述b溶液混合后进行升温反应；4)将所述反应液进一步处理，得复合催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述b溶液的制备，还包括将含磷化合物溶解在去离子水中，并加入碱溶液至溶液澄清透明。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，以摩尔比计，所述铝酸酯：所述钛酸酯的＝1:2～1:20，和/或所述含磷化合物：所述钛酸酯＝1:1～1:15。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，以摩尔比计，所述铝酸酯：所述钛酸酯＝1:2，和/或所述含磷化合物:所述钛酸酯＝1:1。5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述钛酸酯为钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四乙基己酯、钛酸四丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯和钛酸四异辛酯中的至少一种。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述钛酸酯为钛酸四丁酯。7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述铝酸酯为铝酸三甲酯、铝酸三异丙酯、铝酸三苄酯中至少一种。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述铝酸酯为铝酸三甲酯。9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述羟基化合物选自1～4个碳的醇类化合物。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述羟基化合物为乙醇。11.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述含磷化合物为磷酸、次磷酸、亚磷酸、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、多聚磷酸中的至少一种。12.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王笑笑，林铭昌，胡广君，朱振达，
申请(专利权)人：华润化学材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：