[发明专利]一种合成苯甲醚的固体碱催化剂及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成苯甲醚的固体碱催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

由苯酚烷基化所生成的苯甲醚是一种重要的化工中间体而广泛地应用于香料、染料等生产领域，并且可用做油品抗氧剂和聚合物稳定剂。苯甲醚传统地合成方法通常要用到有毒的烷基化试剂，并在生产过程中产生大量的废液，从而导致严重的环境污染。随着化学工艺技术的不断进步，一些绿色的烷基化试剂和非均相催化剂逐步弥补了传统方法的缺点。“绿色”的碳酸二甲酯(DMC)可以在K₂CO₃、[BMIm]Cl离子液体、金属碘化物和碘代叔胺上成功地将苯酚烷基化。虽然这些催化剂催化活性较高，但仍存在着催化剂回收及产物分离困难的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种催化剂回收及与产物分离容易的合成苯甲醚的固体碱催化剂及其制备方法和应用。

本发明合成苯甲醚的固体碱催化剂通式为F_y/M²⁺_1-x(M³⁺)_xO_x-y/2；

M²⁺为二价金属阳离子，M³⁺为三价金属阳离子，x为0.2-0.45、y为0.05-0.2。

本发明制备氟改性的复合氧化物固体碱催化剂的步骤如下：

(1)用去离子去CO₂的水配制二价金属硝酸盐和三价金属硝酸盐的混合水溶液，控制二价金属阳离子与三价金属阳离子的摩尔比在2.0-5.0∶1；控制阳离子的总浓度在0.2-1.5mol/L；

(2)将可溶性氟化物和可溶性氢氧化物用去离子去CO₂的水配成含氟碱性水溶液，其中OH^-的浓度在0.4-3.0mol/L，F^-浓度在0.05-0.4mol/L，将含氟碱性溶液和(1)中配制的硝酸盐混合水溶液按体积比为含氟碱性溶液∶硝酸盐混合水溶液＝1.0-6.0∶1混合后，在60-100℃下充分搅拌0.5-1.0小时，得到胶体，然后将所得的胶体超声振荡1-3小时，过滤，用水洗至中性，60-100℃烘干，所得产物为多元含氟水滑石；

(3)将步骤(2)中得到的多元含氟水滑石在N₂中，300-800℃温度下煅烧2-12小时，得催化剂。

所述的二价金属阳离子可以是镁、锌、铁、钴、铜、镍或锰阳离子的一种或几种，三价金属阳离子可以是铝、铬、铁或钴阳离子一种或几种。

所述的可溶性氟化物可以是氟化钾、氟化钠或氟化铵中的一种或几种，可溶性氢氧化物可以是氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化铵的一种或几种。

本发明的催化剂用于合成苯甲醚，方法是将碳酸二甲酯与苯酚以摩尔比为1-5∶1的比例，及用量为反应物总重量的0.3-3％催化剂一起加入反应釜中，在搅拌条件下，升温到80-250℃，反应2-16小时，经离心沉降得到产品。

产物分析：反应产物用上海海欣色谱有限公司生产的GC-920分析。色谱条件如下：色谱柱：外径3mm，长2m不锈钢柱；担体：GDX-203(60-80目)；检测器：氢火焰；进样器温度：220℃；柱温程序升温：初温100℃，时间4分钟，升温速率8℃/min，终温230℃，时间10分钟；进样量：0.1uL。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)制备方法简单，成本低，易操作。

(2)在苯甲醚合成反应中，苯酚及苯甲醚的选择性都较高，反应条件温和。

(3)成本低，催化剂不易被空气中的CO₂、H₂O污染。

具体实施方式

实施例1：