聚嵌段氯化铝催化剂、制备方法及应用技术

本申请提供了一种嵌段氯化铝催化剂，所述嵌段氯化铝催化剂包括氯化铝和多孔材料；多孔材料选自活性炭、氟化铝、氟化镓、氟化铟、氟化镁、氟化钙、氟化锶、氟化钡、氟化铬、氟氧化钼、氟氧化钨、氟化铁、氟化镍、氟化钴、氟化锌、氟化铜、氧化铝、氧化镓、氧化铟、氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化铁、氧化镍、氧化钴、氧化锌、氧化铜中的一种或两种以上。得到的嵌段氯化铝催化剂不但使用温度高，而且催化活性高、使用寿命长，从而解决了传统氯化铝催化剂难以在178℃以上高温下的气相反应中使用的限制。反应中使用的限制。

【技术实现步骤摘要】
聚嵌段氯化铝催化剂、制备方法及应用


[0001]本申请属于化学合成领域，具体涉及一种聚嵌段氯化铝催化剂、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]氯化铝是一种强路易斯酸固体催化剂，主要用于催化异构化、偶联反应等。
[0003]日本专利JP 2003
‑
128593报道了在正己酸溶剂中，无水氯化铝本体催化剂催化桥式四氢双环戊二烯在80℃反应7h，得到挂式四氢双环戊二烯。
[0004]WO2021123688A1报道了在氟苯溶剂中，无水氯化铝催化氟苯与对苯二甲酰氯在60℃反应2h，合成得到1,4
‑
双(4
‑
氟苯甲酰基)苯。
[0005]文献“Chinese Journal of catalyst, 2007, 7(28): 585
‑
587.
”ꢀ
采用CCl4两段反应法固载AlCl3， CCl4和γ
‑
Al2O3（粉末）在500℃下反应生成AlCl3和CO2，通过N2将生成的AlCl3吹扫至载体γ
‑
Al2O3上，负载得到催化剂，制备催化剂的过程主要发生以下反应：所得到的催化剂用于80℃催化四氢双环戊二烯的异构化反应，转化率为100%，而挂式四氢双环戊二烯的选择性为40.9%，金刚烷的选择性为17.7%。
[0006]文献“Journal of the American Chemical Society, 1997, 119(50): 12231
‑
>12239.
”ꢀ
依次使用HCl溶液、H2O2溶液和去离子水洗涤SiO2，目的是增加表面羟基数目，随后将SiO2在100℃真空干燥12h除水；将SiO2载体，在无水CCl4回流2h后，加入AlCl3搅拌反应2天，最后在干燥箱中过滤，Al和Cl含量用中子活化分析，Cl/Al摩尔比为1.94，经各种表征证明有
‑
O
‑
AlCl2生成，催化剂的可能结构如下图所示：在上述现有技术中，无水氯化铝本体催化剂应用于液相反应，在反应过程中，氯化铝能够与反应产物或反应原料形成络合物，难以在不损坏氯化铝的前提下实现催化剂与反应产物或原料的有效分离，因此，氯化铝催化剂不能重复使用，且处理催化剂产生大量酸性废水，污染环境。已有的氯化铝固载到二氧化硅或氧化铝的技术，存在氯化铝与载体发生化学反应，导致氯化铝催化剂的路易斯酸性大大降低，严重影响其催化活性，导致目标产物的产率较低。此外，氯化铝具有较低的升华点（178℃）和熔点（194℃），因此氯化铝本体催化剂
不能用于高温的气相反应，否则会升华或者熔化，从而造成氯化铝的流失或者堵塞管路，使气相反应无法连续进行；即使在低于178℃的气相反应中，由于反应过于剧烈，会使氯化铝局部温度高于氯化铝的升华点，从而使氯化铝流失甚至堵塞气相管路。

技术实现思路

[0007]本申请为了克服现有技术中的不足，提供一种使用温度高、催化活性高、使用寿命长，适用于气相反应的嵌段氯化铝催化剂。
[0008]本申请技术方案如下：一种嵌段氯化铝催化剂，所述嵌段氯化铝催化剂包括氯化铝和多孔材料；多孔材料选自活性炭、氟化铝、氟化镓、氟化铟、氟化镁、氟化钙、氟化锶、氟化钡、氟化铬、氟氧化钼、氟氧化钨、氟化铁、氟化镍、氟化钴、氟化锌、氟化铜、氧化铝、氧化镓、氧化铟、氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化铁、氧化镍、氧化钴、氧化锌、氧化铜中的一种或两种以上。
[0009]进一步，所述嵌段氯化铝催化剂由氯化铝和多孔材料组成。
[0010]进一步，所述氯化铝镶嵌于多孔材料的孔隙及表面。
[0011]进一步，多孔材料选自活性炭、氟化铝、氟化镁、氟化铬中的一种或两种以上；优选地，多孔材料为活性炭和/或氟化铝。
[0012]进一步，以占嵌段氯化铝催化剂总质量的质量百分比计，所述氯化铝为0.1wt%～50wt%，所述多孔材料为50wt%～99.9wt%；优选地，以占嵌段氯化铝催化剂总质量的质量百分比计，所述氯化铝为0.5wt%～30wt%，所述多孔材料为70wt%～99.5wt%；进一步优选地，以占嵌段氯化铝催化剂总质量的质量百分比计，所述氯化铝为1wt%～10wt%，所述多孔材料为90wt%～99wt%；更优选地，以占嵌段氯化铝催化剂总质量的质量百分比计，所述氯化铝为1wt%～9wt%，所述多孔材料为91wt%～99wt%。
[0013]一种上述嵌段氯化铝催化剂的制备方法，包括如下步骤：将氯化铝和多孔材料置于密闭容器中，负压条件下，在处理温度为120℃~250℃范围内加热使氯化铝升华并镶嵌于多孔材料的孔隙及表面，处理时间为1h~10h，冷却至室温，得到嵌段氯化铝催化剂。
[0014]一种上述嵌段氯化铝催化剂或上述方法制备的嵌段氯化铝催化剂用于高温气相催化中将结构式为式I的E
‑
卤代烯烃转化为结构式为式II的Z
‑
卤代烯烃中异构体催化剂的用途，其中， 式I
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式II在式I和式II中，R为
‑
Cl、
‑
F、
‑
CF3、
‑
C2F5、
‑
C3F7、
‑
C4F9、或
‑
C5F
11
。
[0015]进一步，式I表示的E
‑
卤代烯烃为E
‑1‑
氯
‑
3,3,3
‑
三氟丙烯、E
‑
1,3,3,3
‑
四氟丙烯、
E
‑
1,1,1,4,4,4
‑
六氟
‑2‑
丁烯或E
‑
1,1,1,4,4,5,5,5
‑
八氟
‑2‑
戊烯。
[0016]进一步，式II表示的Z
‑
卤代烯烃为Z
‑1‑
氯
‑
3,3,3
‑
三氟丙烯、Z
‑
1,3,3,3
‑
四氟丙烯、Z
‑
1,1,1,4,4,4
‑
六氟
‑2‑
丁烯或Z
‑
1,1,1,4,4,5,5,5
‑
八氟
‑2‑
戊烯。
[0017]进一步，在异构体催化剂存在下，嵌段氯化铝催化剂与式I表示的E
‑
卤代烯烃的反应压力为0.1～0.5MPa，反应温度为100～500℃，式I表示的E
‑
卤代烯烃与嵌段氯化铝催化剂的接触时间为1～60s。
[0018]与现有技术相比，本申请的有益效果为：（1）本申请采用升华负载制备嵌段氯化铝催化剂，按照氯化铝和多孔性材料的质量百分比组成，在真空下，将氯化铝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种嵌段氯化铝催化剂，其特征在于，所述嵌段氯化铝催化剂包括氯化铝和多孔材料；多孔材料选自活性炭、氟化铝、氟化镓、氟化铟、氟化镁、氟化钙、氟化锶、氟化钡、氟化铬、氟氧化钼、氟氧化钨、氟化铁、氟化镍、氟化钴、氟化锌、氟化铜、氧化铝、氧化镓、氧化铟、氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化铁、氧化镍、氧化钴、氧化锌、氧化铜中的一种或两种以上。2.根据权利要求1所述的嵌段氯化铝催化剂，其特征在于，所述嵌段氯化铝催化剂由氯化铝和多孔材料组成。3.根据权利要求1所述的嵌段氯化铝催化剂，其特征在于，所述氯化铝镶嵌于多孔材料的孔隙及表面。4.根据权利要求1所述的嵌段氯化铝催化剂，其特征在于，多孔材料选自活性炭、氟化铝、氟化镁、氟化铬中的一种或两种以上；优选地，多孔材料为活性炭和/或氟化铝。5.根据权利要求1所述的嵌段氯化铝催化剂，其特征在于，以占嵌段氯化铝催化剂总质量的质量百分比计，所述氯化铝为0.1wt%～50wt%，所述多孔材料为50wt%～99.9wt%；优选地，以占嵌段氯化铝催化剂总质量的质量百分比计，所述氯化铝为0.5wt%～30wt%，所述多孔材料为70wt%～99.5wt%；进一步优选地，以占嵌段氯化铝催化剂总质量的质量百分比计，所述氯化铝为1wt%～10wt%，所述多孔材料为90wt%～99wt%；更优选地，以占嵌段氯化铝催化剂总质量的质量百分比计，所述氯化铝为1wt%～9wt%，所述多孔材料为91wt%～99wt%。6.一种权利要求1~5任一项所述嵌段氯化铝催化剂的制备方法，包括如下步骤：将氯化铝和多孔材料置于密闭容器中，负压条件下，在处理温度为120℃~250℃范围内加热使氯化铝升华并镶嵌于多孔材料的孔隙及表面，处理时间为1h~10h，冷却至室温，得到嵌段氯化铝催化剂。7.一种权利要求1~5任一项所述嵌段氯化铝催化剂或权利要求6所述方法制备的嵌段氯化铝催化剂用于高温气相催化中将结构式为式I的E
‑
卤代烯烃转化为结构式为式II的Z
‑
卤代烯烃中异构体催化剂的用途，其中，其中，式I
ꢀꢀ...

【专利技术属性】
技术研发人员：权恒道，程锦鑫，张呈平，郭勤，
申请(专利权)人：泉州宇极新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：