一種尿素和苯酚合成水楊酰胺的復(fù)合氧化物催化劑及其制備方法與應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種尿素和苯酚合成水楊酰胺的復(fù)合氧化物催化劑及其制備方法與應(yīng)用，以各種金屬的硝酸鹽為起始原料，氫氧化鈉和碳酸鈉為沉淀劑，采用先共沉淀后水熱處理的方法制備出類水滑石前軀體，然后經(jīng)高溫煅燒得到具有以下通式表示的復(fù)合氧化物催化劑：MgxAlyMzOm，其中M是堿土金屬、過(guò)渡金屬或稀土金屬的一種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有：催化劑制備方法簡(jiǎn)單、比表面大、活性高等優(yōu)點(diǎn)。在催化劑的作用下，尿素轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100%，水楊酰胺的收率可超過(guò)99%。同時(shí)，催化劑易于分離、回收、催化穩(wěn)定性好，不會(huì)污染環(huán)境和生產(chǎn)設(shè)備，且不用再生即可保持較高的催化活性。
【專利說(shuō)明】
一種尿素和苯酚合成水楊酰胺的復(fù)合氧化物催化劑及其制備 方法與應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于尿素和苯酚合成水楊酰胺的 催化劑及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 水楊酰胺，又名2-羥基苯甲酰胺，是一種重要的基礎(chǔ)化工原料?？勺鳛楹铣舍t(yī)藥、 香料和橡膠助劑等精細(xì)化學(xué)品的中間體。更為重要的是，水楊酰胺還被用作解熱鎮(zhèn)痛藥，在 治療發(fā)熱頭痛、神經(jīng)痛、關(guān)節(jié)痛和風(fēng)濕性關(guān)節(jié)痛等方面有顯著的療效。傳統(tǒng)生產(chǎn)水楊酰胺的 方法主要有水楊酸氨化法和水楊酸甲酯氨化法，二者均以苯酚為原料，與強(qiáng)堿反應(yīng)得到苯 酚鈉，然后后者與C0 2作用生成水楊酸鈉，再經(jīng)硫酸酸化后制得水楊酸，最后水楊酸氨化成 水楊酰胺。上述合成工藝流程長(zhǎng)，設(shè)備投入大，能耗高，同時(shí)有大量酸堿廢液產(chǎn)生，腐蝕設(shè) 備，嚴(yán)重危害環(huán)境和人類健康。因此，急需對(duì)水楊酰胺合成路線進(jìn)行改進(jìn)。專利CN 1923800A 公開(kāi)了以尿素和苯酚為原料直接合成水楊酰胺的工藝，這種方法具有原料便宜、工藝簡(jiǎn)單 和反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣可回收與C02耦合生成尿素等優(yōu)點(diǎn)，成為了研究的熱點(diǎn)。但是專利CN 1923800A所公開(kāi)的反應(yīng)過(guò)程中，所使用的催化劑為單一金屬的氧化物和含鋅復(fù)合氧化物催 化劑，催化劑活性較低。為了將副產(chǎn)的氨氣移出反應(yīng)系統(tǒng)，獲得較高的尿素轉(zhuǎn)化率，需將反 應(yīng)釜中通入高純氮?dú)?，保持一定的反?yīng)壓力。然而這導(dǎo)致反應(yīng)操作較為不便，不利于該工藝 的工業(yè)化。專利CN 101053830A報(bào)道了 Zn-Ca-Ο復(fù)合氧化物催化劑可用于合成水楊酰胺。然 而，該專利缺乏催化劑必要的結(jié)構(gòu)和織構(gòu)表征，且催化劑活性較低，所得到的尿素轉(zhuǎn)化率在 90%左右，水楊酰胺收率不到90%。這會(huì)造成反應(yīng)產(chǎn)物中含有未反應(yīng)的尿素和其他副產(chǎn)物，為 后續(xù)分離帶來(lái)極大的不便，這無(wú)疑會(huì)增加生產(chǎn)的成本。同時(shí)，文獻(xiàn)報(bào)道，含鋅氧化物催化劑 在反應(yīng)過(guò)程中活性相易流失，生成溶于反應(yīng)體系的鋅基絡(luò)合物。因此，存在催化劑分離、回 收困難等問(wèn)題，并不是適用于工業(yè)化的多相固體催化劑（W. Peng, Catal. Commu. 9 (2008) 1219-1223;王登峰，石油化工41 (2012) 1046-1051)。目前，用于合成水楊酰胺 的多相固體催化劑主要有負(fù)載堿金屬的MgO催化劑（柏冬，石油化工42 (2013) 1091-1096)然而這種催化劑的催化活性較低，水楊酰胺的收率不到45%因此，開(kāi)發(fā)高效、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 的多相固體催化劑是尿素和苯酚合成水楊酰胺工藝實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有尿素和苯酚合成水楊酰胺技術(shù)中尿素轉(zhuǎn)化率和水楊酰胺收率較低，催化 劑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)。本發(fā)明提供一種以類水滑石為前驅(qū)體，專用于尿素和苯酚合成 水楊酰胺的高效穩(wěn)定的固體多相催化劑及其制備方法和應(yīng)用。該催化劑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，采用該 催化劑可以實(shí)現(xiàn)尿素轉(zhuǎn)化率達(dá)到1 〇〇%，水楊酰胺的收率超過(guò)99%。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種尿素和苯酚合成水楊酰胺的復(fù)合氧化物催化劑，化學(xué)式為MgxAlyMz0 m，其中Μ是堿 土金屬、過(guò)渡金屬或稀土金屬中的至少一種，X的取值范圍為0.4~0.8; y的取值范圍為0.05 ~0.5; z的取值范圍為>0~0.15 ;m為滿足其他元素化合價(jià)所需的氧原子總數(shù)。
[0005] 本案方案中，所述的堿土金屬為Ca或Sr;過(guò)渡金屬為〇、]\111、？6、(：0、附或21';稀土元 素為 La、Ce、Pr、Sm、GdSY。
[0006] 上述復(fù)合氧化物催化劑的制備方法，包括如下步驟， 第一步，將催化劑組成金屬的硝酸鹽按催化劑中金屬摩爾比組成溶于1〇〇 mL去離子水 中，同時(shí)，將NaOH和Na2C03溶于另一 100 mL去離子水中制得沉淀劑； 第二步，用水浴控制溫度在40-60°C，將混合鹽溶液與沉淀劑同時(shí)滴入到100 mL去離子 水中，劇烈攪拌，同時(shí)保持溶液的pH值為8-12，1.0-1.5 h滴加完畢； 第三步，沉淀完全后，獲得膠體，將所得的膠體轉(zhuǎn)移到晶化釜中，于80-100 °C水熱處理 12-20 h； 第四步，減壓抽濾水熱處理后的物質(zhì)，并用去離子水反復(fù)沖洗至濾液為中性，然后將濾 餅在80-100°C烘干得到催化劑的前軀體，最后在犯氣氛中于400-800°C焙燒前軀體5-8 h， 即可得到用于尿素和苯酚合成水楊酰胺的復(fù)合氧化物催化劑。
[0007] 本方案中，第一步中NaOH物質(zhì)的量為金屬硝酸鹽物質(zhì)的量總和的2倍，Na2C〇3物質(zhì) 的量為金屬硝酸鹽物質(zhì)的量總和的1/5。
[0008] 本發(fā)明還提供上述復(fù)合氧化物催化劑在合成水楊酰胺中的應(yīng)用。
[0009] -種水楊酰胺的制備方法，包括如下步驟： 第一步，在帶有回流管、攪拌器和熱電偶的反應(yīng)釜中加入尿素、苯酚和權(quán)利要求1或2所 述的復(fù)合氧化物催化劑； 第二步，在攪拌的條件下，加熱到反應(yīng)所需溫度進(jìn)行合成反應(yīng)； 第三步，反應(yīng)結(jié)束后，待反應(yīng)釜溫度降到室溫后，將催化劑從反應(yīng)體系中離心分離得到 產(chǎn)品。
[0010] 本案方案中，第一步中尿素與苯酚摩爾比為1:1-1:50,催化劑占尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為2-10 w%〇
[0011] 本案方案中，反應(yīng)溫度為100-220 °C，反應(yīng)時(shí)間為3-12 h。
[0012] 本案方案中，回流管長(zhǎng)度1.2米；內(nèi)徑40毫米，反應(yīng)攪拌速度為200-500r/min。 [0013]本發(fā)明的有益效果： (1)本發(fā)明催化劑制備方法簡(jiǎn)單，易于操作，且原料廉價(jià)易得，有利于催化劑的工業(yè)化 生產(chǎn)。更為重要的是，以金屬硝酸鹽與氫氧化鈉和碳酸鈉沉淀劑經(jīng)共沉淀所得的催化劑前 軀體在高溫煅燒過(guò)程中，有大量的水蒸氣和二氧化碳?xì)怏w的放出，有利于催化劑形成大的 比表面，同時(shí)形成了典型的介孔結(jié)構(gòu)，使催化劑的活性提高。這大大提高了尿素的轉(zhuǎn)化率和 水楊酰胺的收率，有利于獲得了用途廣泛、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的化工產(chǎn)品水楊酰胺。
[0014] (2)本發(fā)明提供的催化劑、反應(yīng)物和產(chǎn)物之間為多相催化反應(yīng)，在催化劑使用前 后，其X射線衍射(XRD)譜圖與反應(yīng)前相比，衍射峰的數(shù)目和強(qiáng)度并沒(méi)有明顯的變化，同時(shí)掃 描電鏡(SEM)圖也沒(méi)有明顯的差異。說(shuō)明在反應(yīng)過(guò)程中，催化劑活性組分沒(méi)有流失。因此，后 續(xù)的分離程序簡(jiǎn)單。同時(shí)，催化劑不需要再生，即可保持較高的催化活性。
[0015] (3)制備該催化劑的反應(yīng)過(guò)程中，可借助反應(yīng)釜的回流管，將副產(chǎn)的氨氣及時(shí)移出 反應(yīng)系統(tǒng)。這樣，本方案不需要通入高純氮?dú)?，即可?shí)現(xiàn)高效催化尿素和苯酚合成水楊酰 胺，操作簡(jiǎn)單，利于該工藝的工業(yè)化。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為實(shí)施例1制備的催化劑前軀體的X射線衍射(XRD)譜圖； 圖2為實(shí)施例1制備的催化劑的他吸附/脫附等溫線及孔分布曲線； 圖3為實(shí)施例1金屬?gòu)?fù)合氧化物催化劑使用前(a)及其使用4次后(b)的XRD譜圖； 圖4為實(shí)施例1金屬?gòu)?fù)合氧化物催化劑使用前(a)及其使用4次后(b)的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018] 本發(fā)明提供一種復(fù)合氧化物催化劑，其化學(xué)式表示為MgxAlyMz〇 m。其中，Μ是堿土金 屬、過(guò)渡金屬或稀土金屬中的至少一種，具體堿土金屬為Ca或Sr;過(guò)渡金屬為Cr、Mn、Fe、Co、 Ni或Zr;稀土元素為1^、06、？^3111、￥或6(1(^的取值范圍為0.4~0.8;7的取值范圍為0.05~ 〇. 5; z的取值范圍為>0~0.15 ;m為滿足其他元素化合價(jià)所需的氧原子總數(shù)。
[0019] 本發(fā)明還提供所述催化劑的制備方法，包括以下步驟： 第一步，將硝酸鎂、硝酸鋁和金屬Μ的硝酸鹽按催化劑金屬M(fèi)gxAlyMzOJf爾組成同時(shí)溶 于去離子水中，形成催化劑濃度0.2-1.0 mol/L的100 mL溶液；同時(shí)，將NaOH和Na2C03作為沉 淀劑溶于100 mL去離子水中制得沉淀劑，其中NaOH和Na2C03的物質(zhì)的量分別為金屬硝酸鹽 物質(zhì)的量總和的2倍和1/5; 第二步，用水浴控制溫度在40-60 °C，將上述的混合硝酸鹽溶液與沉淀劑同時(shí)滴入到 100 mL去離子水中，劇烈攪拌，同時(shí)保持溶液pH值為8-12,約1-1.5 h滴加完畢； 第三步，沉淀完全后，將所得的膠體置于晶化釜中于80-100 °C水熱處理12-20 h; 第四步，減壓抽濾第三步水熱處理后的混合物，并用去離子水反復(fù)沖洗至濾液為中性， 然后將濾餅在100 °C烘干得到催化劑的類水滑石前軀體，最后在氮?dú)鈿夥罩杏?00-800 °C 焙燒前軀體5-8 h即可得到專用于尿素和苯酚合成水楊酰胺的復(fù)合氧化物催化劑。
[0020] 本發(fā)明還提供了采用上述催化劑合成水楊酸胺的方法，具體為： 將尿素、苯酚和所制備的催化劑放入帶有回流管、攪拌器和熱電偶的間歇反應(yīng)釜中，這 樣，在反應(yīng)過(guò)程中，可將所副產(chǎn)的氨氣集中到回流管上端使其從反應(yīng)體系中移出，提高了尿 素轉(zhuǎn)化率和水楊酰胺收率，反應(yīng)釜容積150毫升；回流管長(zhǎng)度1.2米；內(nèi)徑，40毫米，在攪拌速 度為200-500r/min的條件下，加熱到反應(yīng)所需溫度進(jìn)行合成水楊酰胺的反應(yīng)。
[0021] 其中，尿素和苯酚的摩爾比為1:1-1:20,反應(yīng)溫度，100-220 °C;反應(yīng)時(shí)間，3-12 h〇
[0022] 催化劑用量為尿素的2-10w%。
[0023] 實(shí)施例1 取0.02mol Mg(N03)2.6H2〇、0.01mol Α1(Ν〇3)3·9Η20和0.002mol Ni(N03)2.6H20溶于 100 mL去離子水中，三種金屬鹽的總濃度為0.32 mol/L。同時(shí)，將NaOH和Na2C03溶于100 mL 去離子水中制得沉淀劑，其中NaOH的的濃度為0.64 mol/L，Na2C03的濃度為0.064 mol/L，用 水浴控制溫度在60 °C，劇烈攪拌下將上述混合鹽溶液與沉淀劑同時(shí)滴入到100 mL去離子 水中，保持溶液的pH值為9，1 h滴加完畢。沉淀完全后，80 °C水熱處理15 h。減壓抽濾水熱 處理后的混合物，并用去離子水沖洗至濾液為中性，然后將濾餅在100 °C烘干得到催化劑 的前軀體。最后在％氣氛中于500 °C焙燒5 h，得到由復(fù)合氧化物組成，以金屬摩爾計(jì)， Mg0.2Al〇.lNi〇.()2〇().37 的催化劑。
[0024] 制備水楊酰胺的反應(yīng)過(guò)程具體為:將尿素、苯酚和上述催化劑加入帶有回流管的 反應(yīng)釜中，在攪拌下，加熱到所需溫度進(jìn)行合成反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將催化劑進(jìn)行分離，得到 目標(biāo)產(chǎn)物。合成水楊酰胺的反應(yīng)條件為:尿素:3 g，苯酚:47 g，催化劑用量:0.20 g，反應(yīng)溫 度200 °0，反應(yīng)時(shí)間8 11。反應(yīng)結(jié)束后對(duì)]\%().241().1附().()2〇().37進(jìn)行尚心分尚，用液相色譜分析 產(chǎn)物組成，所得反應(yīng)結(jié)果如表1所示： 表 1_^_1
催化劑經(jīng)離心分離，用無(wú)水甲醇洗滌數(shù)次后于80 °C烘干，進(jìn)行下一輪催化反應(yīng)。使用4 次后，催化劑還具有較高的催化活性，尿素的轉(zhuǎn)化率還可達(dá)到100%，水楊酰胺收率為98.4%， 和新鮮催化劑相當(dāng)。這就說(shuō)明Mg〇. 2Al〇. Aio. Q2〇Q. 37催化劑具有較好的可重復(fù)使用性。同時(shí)，對(duì) 使用4次后的催化劑進(jìn)行了 XRD和SEM表征，發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)基本沒(méi)有發(fā)生變化，說(shuō)明催化劑穩(wěn)定 性較好。因此，Mgt^AluNio.mOo.w催化劑是一種具有工業(yè)前景的多相固體催化劑。
[0025] 圖1為實(shí)施例1催化劑前軀體的X射線衍射(XRD)譜圖。從圖1可以看出，所制備的催 化劑前軀體在低角度區(qū)特征峰各個(gè)峰很尖銳且數(shù)量比較少；同時(shí)，在高角度區(qū)出現(xiàn)了數(shù)量 較多的且相對(duì)扁平特征峰。這說(shuō)明，所得到的前軀體是具有層狀結(jié)構(gòu)的多金屬氫氧化物，其 層間為碳酸根陰離子，屬于類水滑石的一種。由于其特殊的類水滑石層狀結(jié)構(gòu)，在高溫下焙 燒可得到具有較大比表面積的復(fù)合氧化物。圖2為金屬氧化物催化劑的犯吸附/脫附等溫線 及孔分布曲線，該曲線顯示IV型等溫曲線并有明顯的滯后環(huán)產(chǎn)生，說(shuō)明催化劑在煅燒過(guò)程 中形成了較好的介孔結(jié)構(gòu)；從孔徑分布曲線圖上看，催化劑的孔徑分布在5-20 nm左右。另 外，由于在煅燒含C0,的水滑石過(guò)程中，產(chǎn)生了大量的C02氣體，從而有利于復(fù)合氧化物形 成大的比表面，利于其催化活性的提高，因此可獲得較高的尿素轉(zhuǎn)化率和水楊酰胺收率。圖 3為實(shí)施例1金屬氧化物催化劑使用前及其使用4次后的XRD譜圖?？煽闯?，催化劑使用前后， 其衍射峰的數(shù)目和強(qiáng)度保持一致。圖4為實(shí)施例1金屬氧化物催化劑及其使用4次后的掃描 電鏡(SEM)圖，不難發(fā)現(xiàn)，催化劑在使用前后形貌沒(méi)有改變。因此，所制備的用于尿素和苯酚 合成水楊酰胺的復(fù)合氧化物催化劑在使用前后催化劑結(jié)構(gòu)沒(méi)有變化，催化劑穩(wěn)定性好。
[0026] 實(shí)施例2 取0.03mol Mg(N03)2.6H2〇、0.01mol Α1(Ν〇3)3·9Η20和0.005mol La(N〇3)3.6H20溶于 100 mL去離子水中，金屬鹽的濃度為0.45 mol/L。同時(shí)，將NaOH和Na2C〇3溶于100 mL去離子 水中制得沉淀劑。用水浴控制溫度在50 °C，將上述混合鹽溶液與沉淀劑同時(shí)滴入到100 mL 去離子水中，劇烈攪拌，同時(shí)保持溶液的pH值為10，1.2 h滴加完畢。沉淀完全后，將所得的 膠體置于晶化釜中，于80 °C水熱處理20 h。減壓抽濾水熱處理后的混合物，并用去離子水 反復(fù)沖洗至濾液為中性。然后將濾餅在100 °C烘干得到催化劑的前軀體，最后在他氣氛中于 450 °C焙燒前軀體7 h，得到由氧化物組成，以金屬摩爾計(jì)，Mgo.3Alo.iLao.Q50Q. 525的催化劑。 將尿素、苯酚和上述催化劑加入帶有回流管的反應(yīng)釜中，攪拌下，加熱到所需溫度進(jìn)行合成 反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將催化劑進(jìn)行分離，得到目標(biāo)產(chǎn)物。合成水楊酰胺的反應(yīng)條件為:尿素:6 g，苯酚：47 g，催化劑用量：0.3 g，反應(yīng)溫度200 °C，反應(yīng)6 h。反應(yīng)結(jié)束后對(duì) Mgo. 3A1q. lLao. Q5〇Q. 525進(jìn)行離心分離，用液相色譜分析產(chǎn)物組成，所得反應(yīng)結(jié)果如表2所不： 表2
實(shí)施例3 取0.04mol Mg(N〇3)2.6H2〇、0.01mol Α1(Ν〇3)3·9Η2〇和0.003mol Zr(N〇3)4.5H2〇溶于 100 mL去離子水中，金屬鹽的濃度為0.53 mol/L。同時(shí)，將NaOH和Na2C〇3溶于100 mL去離子 水中制得沉淀劑。用水浴控制溫度在60 °C，將上述混合鹽溶液與沉淀劑同時(shí)滴入到100 mL 去離子水中，劇烈攪拌，同時(shí)保持溶液的pH值為11，1 h滴加完畢。沉淀完全后，80 °C水熱 處理18 h。減壓抽濾水熱處理后的混合物，并用去離子水沖洗至濾液為中性，將濾餅在100 °C烘干，得到催化劑的前軀體。最后在氮?dú)鈿夥罩杏?00 °C焙燒前軀體5 h，得到由氧化物組 成，以金屬摩爾計(jì)，MgojAluZMOo.s^催化劑。將尿素、苯酚和上述催化劑加入帶有回流 管的反應(yīng)釜中，在攪拌下，加熱到所需溫度進(jìn)行合成反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將催化劑進(jìn)行分離， 得到目標(biāo)產(chǎn)物。合成水楊酰胺的反應(yīng)條件為:尿素:3 g，苯酚:94 g，催化劑用量:0.3 g，反 應(yīng)溫度200 °0，反應(yīng)9 11。反應(yīng)結(jié)束后對(duì)]\%().441().121'().()3〇().61進(jìn)行尚心分尚，用液相色譜分析 產(chǎn)物組成，所得反應(yīng)結(jié)果如表3所示： 表3
實(shí)施例4 取0.02mol Mg(N03)2.6H2〇、0.01mol Α1(Ν〇3)3·9Η20和0.002mol Sr(N03)2溶于去 100 mL去離子水中，金屬鹽的濃度為0.32 mol/L。同時(shí)，將NaOH和Na2C〇3溶于100 mL去離子水中 制得沉淀劑。用水浴控制溫度在60 °C下，將上述混合鹽溶液與沉淀劑同時(shí)滴入到100 mL去 離子水中，劇烈攪拌，同時(shí)保持溶液的pH值為10，1 h滴加完畢。沉淀完全后，80 °C水熱處 理15 h。減壓抽濾水熱處理后的混合物，并用去離子水反復(fù)沖洗至濾液為中性，然后將濾餅 在100 °C烘干得到催化劑的前軀體，最后在氮?dú)鈿夥罩杏?00 °C焙燒前軀體5 h，得到有氧 化物組成，以金屬摩爾計(jì)，]\%0.241〇.151'().()2〇().37的催化劑。將尿素、苯酸和上述催化劑加入帶 有回流管的反應(yīng)釜中，在攪拌下，加熱到所需溫度進(jìn)行合成反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將催化劑進(jìn) 行分離，得到目標(biāo)產(chǎn)物。合成水楊酰胺的反應(yīng)條件為:尿素：12 g，苯酚:94 g，催化劑用量： 1.0 g，反應(yīng)溫度200 °C，反應(yīng)9 h。反應(yīng)結(jié)束后對(duì)Mg〇.2Al〇.iSr().()2〇().37進(jìn)行尚心分尚，用液相 色譜分析產(chǎn)物組成，所得反應(yīng)結(jié)果如表4所示： 表4
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng) 涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種尿素和苯酚合成水楊酰胺的復(fù)合氧化物催化劑，其特征在于：化學(xué)式為 MgxAlyMzOm，其中M是堿土金屬、過(guò)渡金屬或稀土金屬中的至少一種，X的取值范圍為O . 4~ 〇. 8;y的取值范圍為0.05~0.5; z的取值范圍為>0~0.15 ;m為滿足其他元素化合價(jià)所需的 氧原子總數(shù)。2. 如權(quán)利要求1所述的復(fù)合氧化物催化劑，其特征在于:所述的堿土金屬為Ca或Sr;過(guò) 渡金屬為 〇、]\1]1、？6、&3、附或21';稀土元素為]^1、〇6、？1'、3111、6(1或￥。3. 如權(quán)利要求1或2所述復(fù)合氧化物催化劑的制備方法，其特征在于:包括如下步驟， 第一步，將催化劑組成金屬硝酸鹽按催化劑中金屬摩爾比組成溶于100 mL去離子水 中，同時(shí)，將NaOH和Na2CO3溶于另一 100 mL去離子水中制得沉淀劑； 第二步，用水浴控制溫度在40_60°C，將混合鹽溶液與沉淀劑同時(shí)滴入到100 mL去離子 水中，劇烈攪拌，同時(shí)保持溶液的pH值為8-12，1.0-1.5 h滴加完畢； 第三步，沉淀完全后，獲得膠體，將所得的膠體轉(zhuǎn)移到晶化釜中，于80-100 °C水熱處理 12-20 h； 第四步，減壓抽濾水熱處理后的物質(zhì)，并用去離子水反復(fù)沖洗至濾液為中性，然后將濾 餅在80-100°C烘干得到催化劑的前軀體，最后在犯氣氛中于400-800°C焙燒前軀體5-8 h， 即可得到用于尿素和苯酚合成水楊酰胺的復(fù)合氧化物催化劑。4. 如權(quán)利要求3所述復(fù)合氧化物催化劑的制備方法，其特征在于:第一步中NaOH物質(zhì)的 量為金屬硝酸鹽物質(zhì)的量總和的2倍，Na 2CO3物質(zhì)的量為金屬硝酸鹽物質(zhì)的量總和的1/5。5. 如權(quán)利要求1或2所述復(fù)合氧化物催化劑在合成水楊酰胺中的應(yīng)用。6. -種水楊酰胺的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 第一步，在帶有回流管、攪拌器和熱電偶的反應(yīng)釜中加入尿素、苯酚和權(quán)利要求1或2所 述的復(fù)合氧化物催化劑； 第二步，在攪拌的條件下，加熱到反應(yīng)所需溫度進(jìn)行合成反應(yīng)； 第三步，反應(yīng)結(jié)束后，待反應(yīng)釜溫度降到室溫后，將催化劑從反應(yīng)體系中離心分離得到 產(chǎn)品。7. 如權(quán)利要求6所述水楊酰胺的制備方法，其特征在于，第一步中尿素與苯酚摩爾比為 1:1-1:20,催化劑占尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-10 w%。8. 如權(quán)利要求6或7所述水楊酰胺的制備方法，其特征在于:反應(yīng)溫度為100-220 °C，反 應(yīng)時(shí)間為3-12 h。9. 如權(quán)利要求6或7所述水楊酰胺的制備方法，其特征在于:攪拌速度為200-500r/min 〇10. 如權(quán)利要求6或7所述水楊酰胺的制備方法，其特征在于：回流管長(zhǎng)度1.2米；內(nèi)徑40 毫米。
【文檔編號(hào)】B01J37/08GK105944731SQ201610358997
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】王登峰, 張學(xué)蘭, 劉春麗, 黃薇, 王峰
【申請(qǐng)人】王登峰