本发明专利技术公开了一种负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土多相催化剂，是以自制的铝柱撑蒙脱土为载体，分别用四氯化钛的乙醇溶液和偏钒酸铵的草酸溶液为浸渍液，采用过量浸渍法将钛、钒氧化物负载于所述的铝柱撑蒙脱土中，经干燥、焙烧制得。本发明专利技术载体原料易得，制备方法简单，易于操作，催化剂活性高，稳定性好。将此催化剂用于以丙烯醛、环戊酮和氨气为原料合成2,3-环戊烯并吡啶的气固相反应，获得很好的效果，催化剂价格便宜，具有很好的开发前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多相催化剂的制备方法，及其在气固相反应合成2，3-环戊烯并吡啶中的应用。
技术介绍
2，3-环戊烯并吡啶是一种吡啶衍生物，是合成头孢匹罗的重要中间体，也被广泛应用于制备植物保护剂、合成树脂、塑料制品等。头孢匹罗作为第四代新型头孢菌素，具有广谱、高效、低毒、耐酶等特点，是已知头孢菌素中对革兰氏阳性菌抗菌活性最强的抗生素，最早于1992年以Cefrom的商品名在瑞典上市。虽然头孢匹罗在发达国家已上市使用二十年，但由于国内经济、技术等条件的限制，未能形成规模，仍处于起步阶段。目前，合成头孢匹罗的中间体2，3-环戊烯并吡啶的制备主要通过液相有机催化合成方法。这方面的文献报道很多，但工艺过程十分复杂，具有操作难，周期长，反应条件苛亥IJ，成本高等缺点，具有实用价值的合成方法不多，因此限制了工业化生产。Abbiati 等以环戊酮和炔丙胺为原料，乙醇为溶剂，金盐为催化剂，液相合成2，3-环戊烯并吡啶，收率70%，该法反应条件温和，但 催化剂成本高。宫平等以N-羟基邻苯二甲酰亚胺为起始原料，在溶剂二甲基甲酰胺(DMF)和碳酸钾作用下与3-溴丙烯反应，生成N-烯丙基氧基邻苯二甲酰胺，再与水合肼、环戊酮反应得到0-烯丙基-环戊酮肟，然后在氧气作用下热重排得到2，3-环戊烯并吡啶，收率35%。该法副产物多，分离困难。反应式如下权利要求1.一种负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土多相催化剂，其特征在于所述催化剂按照以下方法制得 (1)蒙脱土的提纯将钠基蒙脱土加入去离子水中，打浆配成含钠基蒙脱土质量百分分数为3-5%的悬浮液，静置12-24h，弃去漂浮物和残渣，悬浮液离心分离、过滤，滤饼在100-12(TC空气气氛下干燥4-6h，制得提纯的蒙脱土 ； (2)铝交联剂的制备将0.5^2mol/L的NaOH溶液和0. 5^2mol/L的AlCl3溶液混合，控制NaOH溶液中0H—与AlCl3溶液中Al3+的摩尔比为2. 0-2. 5 :1，将混合液在80_90°C强烈搅拌2-4h，再于35-45°C恒温老化4-10h，冷却至室温，制得铝交联剂； (3)铝柱撑蒙脱土的制备将步骤(I)制得的提纯的蒙脱土分散到去离子水中，在65-75°C下充分搅拌，配制成2-3wt%的蒙脱土悬浊液，将步骤(2)制备的铝交联剂滴加到蒙脱土悬浊液中，边滴加边剧烈搅拌，控制滴加速度在2-5mL/min，控制恒温50_70°C，滴加完后继续恒温50-70°C搅拌f 3h，停止搅拌，恒温50-70°C老化4 6h后离心分离，取固相用去离子水洗涤至无Cl—，抽滤，滤饼用挤条机挤压成型，在空气气氛下100-12(TC烘干，再于450-500°C焙烧4飞小时，制得铝柱撑蒙脱土 ；所述铝交联剂中Al3+的物质的量与蒙脱土悬浮液中蒙脱土的质量的比例为3-5mmol/g ； (4)负载Ti的铝柱撑蒙脱土的制备以步骤(3)中制得的铝柱撑蒙脱土为载体A，按照Ti元素的负载量以载体A的质量计为r5wt%，计算出与负载Ti元素相等物质的量的四氯化钛的理论量，称取理论量的四氯化钛溶解在乙醇中配成钛浸溃溶液，乙醇的体积用量为测得的载体A的孔体积的1-5倍，将载体A完全浸没于钛浸溃溶液中，搅拌均匀，使载体A充分湿润，浸溃8-12h，然后将全部钛浸溃溶液和载体A在空气气氛下100-12(TC干燥，450 500°C焙烧3 4小时，即制得负载Ti的铝柱撑蒙脱土 ； (5)负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土催化剂的制备以步骤(4)中制得的负载Ti的铝柱撑蒙脱土为载体B，按照V元素的负载量以载体B的质量计为f 4wt%，计算出与负载V元素相等物质的量的偏钒酸铵的理论量，称取理论量的偏钒酸铵溶于去离子水中，加入草酸配成钒浸溃溶液，去离子水的体积用量为测得的载体B的孔体积的1-5倍，钒浸溃溶液中草酸的浓度为0. 15 0. 90mol/L,将载体B完全浸没于钒浸溃溶液中，搅拌均匀，使载体B充分湿润，浸溃8-12h，然后将全部钒浸溃溶液和载体B在空气气氛下100-120°C干燥，450 500°C焙烧3 4小时，即制得所述的负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土催化剂。2.如权利要求I所述的负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土多相催化剂，其特征在于所述步骤(2)中，所述的NaOH溶液的浓度为lmol/L，AlCl3溶液的浓度为lmol/L。3.如权利要求I所述的负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土多相催化剂用于催化气固相反应合成2，3-环戊烯并吡啶。4.如权利要求3所述的应用，其特征在于所述应用的方法为采用固定床常压气固相催化方法，在常压固定床催化反应装置的反应管中装入所述负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土多相催化剂，向反应管内通入原料气丙烯醛、环戊酮和氨气，以氮气为载气，空速1000-250( '原料丙烯醛与环戊酮与氨的物质的量之比为(1-2):1 :(1-3)，于320 450°C下反应6 72小时，合成气经冷凝得到混合物，混合物经蒸馏分离，得到2，3-环戊烯并吡啶。全文摘要本专利技术公开了一种负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土多相催化剂，是以自制的铝柱撑蒙脱土为载体，分别用四氯化钛的乙醇溶液和偏钒酸铵的草酸溶液为浸渍液，采用过量浸渍法将钛、钒氧化物负载于所述的铝柱撑蒙脱土中，经干燥、焙烧制得。本专利技术载体原料易得，制备方法简单，易于操作，催化剂活性高，稳定性好。将此催化剂用于以丙烯醛、环戊酮和氨气为原料合成2,3-环戊烯并吡啶的气固相反应，获得很好的效果，催化剂价格便宜，具有很好的开发前景。文档编号B01J23/22GK102744056SQ20121022848公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月30日 优先权日2012年6月30日专利技术者俞卫华, 周春晖, 张昌盛, 童东绅 申请人:浙江工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土多相催化剂，其特征在于所述催化剂按照以下方法制得：（1）蒙脱土的提纯：将钠基蒙脱土加入去离子水中，打浆配成含钠基蒙脱土质量百分分数为3？5%的悬浮液，静置12？24h,弃去漂浮物和残渣，悬浮液离心分离、过滤，滤饼在100？120℃空气气氛下干燥4？6h，制得提纯的蒙脱土；（2）铝交联剂的制备：将0.5~2mol/L的NaOH溶液和0.5~2mol/L的AlCl3溶液混合，控制NaOH溶液中OH？与AlCl3溶液中Al3+的摩尔比为2.0？2.5：1，将混合液在80？90℃强烈搅拌2？4h，再于35？45℃恒温老化4？10h，冷却至室温，制得铝交联剂；(3)铝柱撑蒙脱土的制备：将步骤（1）制得的提纯的蒙脱土分散到去离子水中，在65？75℃下充分搅拌，配制成2？3wt％的蒙脱土悬浊液，将步骤（2）制备的铝交联剂滴加到蒙脱土悬浊液中，边滴加边剧烈搅拌，控制滴加速度在2？5mL/min，控制恒温50？70℃，滴加完后继续恒温50？70℃搅拌1~3h，停止搅拌，恒温50？70℃老化4~6h后离心分离，取固相用去离子水洗涤至无Cl？，抽滤，滤饼用挤条机挤压成型，在空气气氛下100？120℃烘干，再于450？500℃焙烧4~6小时，制得铝柱撑蒙脱土；所述铝交联剂中Al3+的物质的量与蒙脱土悬浮液中蒙脱土的质量的比例为3？5mmol/g；（4）负载Ti的铝柱撑蒙脱土的制备：以步骤（3）中制得的铝柱撑蒙脱土为载体A，按照Ti元素的负载量以载体A的质量计为1~5wt%，计算 出与负载Ti元素相等物质的量的四氯化钛的理论量，称取理论量的四氯化钛溶解在乙醇中配成钛浸渍溶液，乙醇的体积用量为测得的载体A的孔体积的1？5倍，将载体A完全浸没于钛浸渍溶液中，搅拌均匀，使载体A充分湿润，浸渍8？12h，然后将全部钛浸渍溶液和载体A在空气气氛下100？120℃干燥，450～500℃焙烧3～4小时，即制得负载Ti的铝柱撑蒙脱土；（5）负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土催化剂的制备：以步骤（4）中制得的负载Ti的铝柱撑蒙脱土为载体B，按照V元素的负载量以载体B的质量计为1~4wt%，计算出与负载V元素相等物质的量的偏钒酸铵的理论量，称取理论量的偏钒酸铵溶于去离子水中，加入草酸配成钒浸渍溶液，去离子水的体积用量为测得的载体B的孔体积的1？5倍，钒浸渍溶液中草酸的浓度为0.15～0.90mol/L，将载体B完全浸没于钒浸渍溶液中，搅拌均匀，使载体B充分湿润，浸渍8？12h，然后将全部钒浸渍溶液和载体B在空气气氛下100？120℃干燥，450～500℃焙烧3～4小时，即制得所述的负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土催化剂。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：俞卫华，周春晖，童东绅，张昌盛，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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