本发明专利技术涉及一种碳氮材料固载杂多酸催化剂以及利用该催化剂的烯烃环氧化合成的方法，其特征在于将杂多酸溶液加入到三聚氰胺溶液中，经过滤、洗涤，得到催化剂前驱体，再在惰性气体氛围下高温煅烧使其固化，得到碳氮材料固载杂多酸催化剂。将催化剂和烯烃反应物加入到有机溶剂中，并加入双氧水，不断搅拌直至反应结束。然后将固液两相分开，液相除去有机溶剂得到产物，固相催化剂经洗涤干燥后回收。本发明专利技术使用双氧水为氧源，催化剂制备简单易行，环氧化工艺流程简单，设备要求低，产品收率高，溶剂和催化剂可以回收重复利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种碳氮材料固载杂多酸催化剂以及利用该催化剂的烯烃环氧化合成的方法。
技术介绍
最近几年，有关碳氮材料的报道越来越多，一方面是由于组成碳氮材料的主要元素是碳和氮以及少量的氢，对环境无污染，符合绿色化学要求；另一方面，由于碳氮材料的热稳定性好，并且在一系列的反应中表现出优秀的催化性能。2007年，有文献报道(J.Solid.State.Chem.2007, 125-133.)用三聚氰胺和三氯甲基硅烷为原料，通过高温煅烧制得一种含有娃的多孔碳氮材料；2009年，Vinu报道了(Angew.Chem.2009，121，8024-8027.)用具有较大比表面积的碳氮材料作为酯交换催化剂，并且当该碳氮材料负载金催化剂后，能够将苯甲醛，哌啶和苯乙炔通过偶联反应制得相应的炔丙基胺。2010 年，Ye 报道了 (J.Phys.Chem.C.2010，114，4100-4105.)钽酸掺杂在碳氮材料中作为光催化剂，成功的从甲醇溶液中制得氢气。2011年，Wang报道了(J.Am.Chem.Soc.，2011，2362-2365.) 一种多孔的碳氮材料，然后用来负载金属钯，用该催化剂做苯酚加氢反应。本专利技术以三聚氰胺和杂多酸为原料，通过高温煅烧制得碳氮材料固载杂多酸催化齐U，并应用该碳氮材料固载杂多酸催化剂催化烯烃的环氧反应得到脂肪族环氧树脂。环氧树脂是一种重要的热固性树脂品种，其广泛应用于化工、轻工、水利、交通、机械、电子、家电、汽车及航天航空等工业领域。而作为新一代环氧树脂，脂肪族双环氧化合物具有热稳定性好，耐候性高，电绝缘性能优异，耐紫外光以及抗电子辐射性能而适于户外使用，并可广泛应用于抗紫外线涂料以及LED等电子产品上。目前工业上主要采用过酸氧化法和催化氧化法合成烯烃环氧化合物。过酸氧化法采用高浓度的过氧乙酸作氧化剂，在生产过程中存在很大的安全隐患，并且在生产过程中产生大量的乙酸，造成产品分离困难，因此该方法在国内无法实现大规模生产。而催化氧化法采用具有氧化性的金属化合物为催化剂，并以双氧水或烷基过氧化物为氧源，来合成脂肪族环氧化合物。1983年，Venturello报道的用钨酸钠和磷酸等合成的相转移催化剂，以双氧水为氧源，该体系为水-油两相反应体系，并且对直链端烯有较好的环氧化催化活性(J.0rg.Chem.，1983，48，3831-3833.)。1988 年，Ishii 对 Venturello 进行了 改进，但活性物质并没有改变(J.0rg.Chem.，1988，53，3587-3593.)。2001年，奚祖威的反应控制相转移催化体系，很好的解决了均相催化剂的回收的问题(分子催化.，2001, 2，113-118.)。2008年，公开号为CN101143919的专利技术专利中提出了一种催化剂可回收循环是用的催化环氧化工艺，但是，该工艺存在着催化剂难以回收以及在产物中残留的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种碳氮材料固载杂多酸催化齐U，本专利技术的另一目的还提供了催化烯烃环氧化合物合成的方法，通过本专利技术制得的催化剂可以循环多次使用，并且能够用来进行安全大规模的生产烯烃环氧化合物。本专利技术的技术方案为:一种碳氮材料固载杂多酸催化剂，由以下方法制备得到，其具体步骤如下:将杂多酸和三聚氰胺分别溶解到50°C 60°C的热水中，然后按杂多酸和三聚氰胺的摩尔比为1: (I 4)将杂多酸溶液加入到三聚氰胺溶液中，经过搅拌，过滤，烘干，得到白色固体粉末，然后将该固体粉末在惰性气体氛围下高温煅烧使其固化，即得碳氮材料固载杂多酸催化剂。优选所述的杂多酸为H3PW1204(l、H4Siff12O40或H4PWnV04(l。优选所述的高温煅烧的温度为350°C 450°C，升温速率范围为5°C /分 10°C /分；煅烧时间为4小时 6小时。本专利技术还提供了利用上述的碳氮材料固载杂多酸催化剂的烯烃环氧化合成的方法，其具体步骤为:将催化剂和烯烃底物加入到有机溶剂中，并加入双氧水，在加热下不断搅拌直至反应结束；然后将固液两相分开，液相除去有机溶剂得到产品，固相催化剂经洗涤干燥后回收。优选所述的催化剂用量为催化剂中钨的摩尔量为烯烃底物摩尔量的3.2 10%。优选所述的双氧水的质量浓度范围为20% 50%，双氧水和烯烃底物的摩尔比为2 3:1。优选加热温度为70 80°C，反应时间为6 8h。在溶剂的选择上，腈，卤代烃，酯，酮，芳香烃，醇等有机溶剂均可用作本专利技术的合成反应溶剂，优选所述的溶剂为卤代烃、腈、酯或酮；更优选溶剂是乙腈、二氯乙烷、氯仿、乙酸乙酯、甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、丙酮、丁酮等中的一种；最为优选的是乙腈、二氯乙烷、氯仿和乙酸乙酯。上述烯烃包括一般烯烃结构化合物，特别适用于具有如下结构特征的双环烯烃化合物，由于双环氧化二烯烃化合物具有重要的工业应用价值，本专利技术的一系列测试结果是基于表I所列举的双烯烃底物以及生成的相应的双环氧化合物:表I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碳氮材料固载杂多酸催化剂，由以下方法制备得到，其具体步骤如下：将杂多酸和三聚氰胺分别溶解到50℃～60℃的热水中，然后按杂多酸和三聚氰胺的摩尔比为1:（1～4）将杂多酸溶液加入到三聚氰胺溶液中，经过搅拌，过滤，烘干，得到白色固体粉末，然后将该固体粉末在惰性气体氛围下高温煅烧使其固化，即得碳氮材料固载杂多酸催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种碳氮材料固载杂多酸催化剂，由以下方法制备得到，其具体步骤如下:将杂多酸和三聚氰胺分别溶解到50°c 60°C的热水中，然后按杂多酸和三聚氰胺的摩尔比为1:(I 4)将杂多酸溶液加入到三聚氰胺溶液中，经过搅拌，过滤，烘干，得到白色固体粉末，然后将该固体粉末在惰性气体氛围下高温煅烧使其固化，即得碳氮材料固载杂多酸催化剂。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述的杂多酸为H3PW1204(l、H4Siff12O40或H4Pff11VO4003.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述的高温煅烧的温度为350°C 450°C，升温速率范围为5°C /分 10°C /分；煅烧时间为4小时 6小时。4.一种利用如权利要求1所述的碳氮材料固载杂多酸催化剂的烯烃环氧化合成的方法，其具体步骤为:将催化剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄军，李岩，席其周，黄磊，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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