專利名稱：合成苯甲醛縮二甲醇的負(fù)載型催化劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成苯甲醛縮二甲醇的催化劑及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)背景
醛、酮與醇的縮合反應(yīng)是一類重要的有機(jī)反應(yīng)，廣發(fā)地應(yīng)用在藥物、香料的合成以及有機(jī)合成中羰基的保護(hù)等領(lǐng)域，該反應(yīng)通常是在Bronsted酸催化下實(shí)現(xiàn)。在綠色化學(xué)中，研究和發(fā)展可以取代腐蝕性酸兼有環(huán)境友好性的催化體系成為如今化學(xué)研究的熱點(diǎn)之ο
苯甲醛縮二甲醇是有近似杏仁香的液體，存在于馬鈴薯種。酸性條件下易水解生成苯甲醛，但不受堿性環(huán)境影響，對(duì)氧化劑或還原劑溫度，它是保存苯甲醛的重要形式。苯甲醛縮二甲醇可用作食用香料和日化香精的原料，也可作為合成硒羰基化合物的試劑。
目前對(duì)苯甲醛縮二甲醇的合成研究較少，中國(guó)專利中無(wú)相關(guān)的公開說(shuō)明。有文獻(xiàn)報(bào)道利用Y型、HY型、HZSM-5分子篩和鈮酸等作為苯甲醛和甲醇的縮合反應(yīng)催化劑，有較高的產(chǎn)物收率，但這些催化劑存在再生困難或價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種合成苯甲醛縮二甲醇的負(fù)載型催化劑，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。
本發(fā)明提供的合成苯甲醛縮二甲醇的負(fù)載型催化劑，包括如下重量百分比的組分
NiO0.01 5%
雜多酸1.0 50%
載體余量
優(yōu)選的，由如下重量百分比的組分組成
NiO0.7 0.8%
雜多酸13.0 21.0%
載體余量。
所述雜多酸選自磷鎢酸、磷鉬酸或硅鎢酸中的一種以上；
所述載體選自ZSM-5或^O2中的一種以上；
所述ZSM-5是一種多孔性的沸石分子篩，其中，硅鋁的摩爾比為25 300 ；
所述^O2的晶型為單斜相、四方相或立方相中的一種以上；
所述的負(fù)載型復(fù)合催化劑的制備方法，包括以下步驟
(1)將載體浸漬于鎳鹽溶液，浸漬時(shí)間為5 M小時(shí)，優(yōu)選20 M小時(shí)，取出干燥后，在200°C 800°C焙燒1 10小時(shí)，優(yōu)選2 3小時(shí)，獲得負(fù)載中間體；
所述鎳鹽溶液為鎳鹽水溶液、鎳鹽甲醇溶液或鎳鹽乙醇溶液；
所述鎳鹽選自硝酸鎳、硫酸鎳或氯化鎳中的一種以上；
所述鎳鹽溶液中，鎳鹽的含量為0. 0001 0. lg/mL ；
載體與鎳鹽溶液的重量體積比為0. 0001 0. 5g/mL ；
優(yōu)選的，所述載體先進(jìn)行預(yù)處理，包括如下步驟
將所述載體在200°C 600°C下焙燒1 6h，即可獲得預(yù)處理后的載體；
(2)將負(fù)載中間體浸漬于雜多酸溶液，浸漬時(shí)間為5 M小時(shí)，優(yōu)選20 M小時(shí)，取出干燥后，在200°C 800°C焙燒1 10小時(shí)，優(yōu)選3 5小時(shí)，粉碎至40 60目， 獲得所述負(fù)載型復(fù)合催化劑；
所述雜多酸溶液，為雜多酸水溶液、雜多酸甲醇溶液或雜多酸乙醇溶液；
所述雜多酸溶液中，雜多酸的含量為0. 001 0. 25g/mL ；
本發(fā)明的負(fù)載型復(fù)合催化劑，可用于催化合成苯甲醛縮二甲醇，應(yīng)用方法，包括以下步驟
將甲醇、苯甲醛和所述的負(fù)載型復(fù)合催化劑，置于反應(yīng)器內(nèi)，在20 140°C下，反應(yīng)1 4小時(shí)，然后從反應(yīng)產(chǎn)物中分別收集苯甲醛縮二甲醇和負(fù)載型復(fù)合催化劑；
優(yōu)選的反應(yīng)溫度為40 80°C，優(yōu)選的反應(yīng)時(shí)間為1. 5 3小時(shí)；
苯甲醛與甲醇的重量比為1 1 200
催化劑與甲醇的重量比為
催化劑甲醇=1 1 2000 ；
進(jìn)一步，收集苯甲醛縮二甲醇溶液后留下的固體催化劑經(jīng)洗滌、干燥和焙燒后重復(fù)利用。
本發(fā)明的技術(shù)方案首先，催化劑具有催化活性高，選擇性高，不腐蝕設(shè)備，原料易得，回收利用率高；其次，采用該催化劑催化合成苯甲醛縮二甲醇反應(yīng)條件溫和，后處理簡(jiǎn)便且苯甲醛縮二甲醇產(chǎn)率可以達(dá)到80%以上，選擇性可達(dá)到99%以上，具有較大的工業(yè)應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
苯甲醛縮二甲醇產(chǎn)率的定義如下
權(quán)利要求
1.合成苯甲醛縮二甲醇的負(fù)載型催化劑，其特征在于，由如下重量百分比的組分組成NiO0.01 5%雜多酸 1.0 50%載體余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成苯甲醛縮二甲醇的負(fù)載型催化劑，其特征在于，由如下重量百分比的組分組成NiO0.7 0.8%雜多酸 13. 0 21.0%載體余量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合成苯甲醛縮二甲醇的負(fù)載型催化劑，其特征在于，所述雜多酸選自磷鎢酸、磷鉬酸或硅鎢酸中的一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成苯甲醛縮二甲醇的負(fù)載型催化劑，其特征在于，所述載體選自ZSM-5或^O2中的一種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的合成苯甲醛縮二甲醇的負(fù)載型催化劑，其特征在于，所述 ZSM-5硅鋁的摩爾比為25 300，所述^O2的晶型為單斜相、四方相或立方相中的一種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的合成苯甲醛縮二甲醇的負(fù)載型催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將載體浸漬于鎳鹽溶液，取出干燥后，在200°C 800°C焙燒1 10小時(shí)，獲得負(fù)載中間體；(2)將負(fù)載中間體浸漬于雜多酸溶液，取出干燥后，在200°C 800°C焙燒1 10小時(shí)， 粉碎至40 60目，獲得所述負(fù)載型復(fù)合催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述鎳鹽溶液為鎳鹽水溶液、鎳鹽甲醇溶液或鎳鹽乙醇溶液；所述鎳鹽選自硝酸鎳、硫酸鎳或氯化鎳中的一種以上；所述鎳鹽溶液中，鎳鹽的含量為0. 0001 0. lg/mL ；載體與鎳鹽溶液的重量體積比為0. 0001 0. 5g/mL ；所述雜多酸溶液，為雜多酸水溶液、雜多酸甲醇溶液或雜多酸乙醇溶液；所述雜多酸溶液中，雜多酸的含量為0. 001 0. 25g/mL。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述載體先進(jìn)行預(yù)處理，包括如下步驟 將所述載體在200°C 600°C下焙燒1 6h，即可獲得預(yù)處理后的載體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的合成苯甲醛縮二甲醇的負(fù)載型催化劑的應(yīng)用，其特征在于，用于催化合成苯甲醛縮二甲醇。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟將甲醇、苯甲醛和所述的負(fù)載型復(fù)合催化劑，置于反應(yīng)器內(nèi)，在20 140°C下，反應(yīng)1 4小時(shí)，然后從反應(yīng)產(chǎn)物中分別收集苯甲醛縮二甲醇和負(fù)載型復(fù)合催化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合成苯甲醛縮二甲醇的負(fù)載型催化劑及其制備方法和應(yīng)用，所述催化劑由如下重量百分比的組分組成NiO 0.01～5％，雜多酸1.0～50％，載體余量。本發(fā)明的催化劑具有催化活性高，選擇性高，不腐蝕設(shè)備，原料易得，回收利用率高；其次，采用該催化劑催化合成苯甲醛縮二甲醇反應(yīng)條件溫和，后處理簡(jiǎn)便且苯甲醛縮二甲醇產(chǎn)率可以達(dá)到70％以上，選擇性可達(dá)到99％以上，具有較大的工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B01J31/28GK102500419SQ201110385999
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者包一鳴, 孫世杰, 王遠(yuǎn)強(qiáng), 肖穩(wěn)發(fā), 錢卓群, 陳思浩 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)