[发明专利]一种用于制备六氢苯酐的有序介孔碳催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于制备六氢苯酐的有序介孔碳催化剂及其制备方法，载体为有序介孔碳，活性组分为镍，活性组分负载量以质量计占所述催化剂的0.5%~10%；制备方法为：碱性条件下，间苯二酚和甲醛首先生成酚醛树脂前驱体；加入表面活性剂、乙醇和水，加入盐酸，调节溶液为酸性，搅拌，体系逐渐变为乳白色；室温陈化，倾倒清液，室温干燥后高温热聚；将固体在氮气气氛下焙烧，焙烧后降至室温得到有序介孔碳载体；将载体浸渍含有活性金属镍的溶液，再经干燥、焙烧后制得四氢苯酐制六氢苯酐催化剂。本发明制备的催化剂具有活性稳定性高的特点，有利于工业应用及推广。

技术领域

本发明属于工业催化剂制造领域，具体涉及一种用于制备六氢苯酐的有序介孔碳催化剂及其制备方法。

背景技术

六氢苯酐全称六氢邻苯二甲酸酐，白色至类白色结晶，低熔点固体，能够溶于四氢呋喃、苯、丙酮等溶剂中。六氢苯酐是生产聚酯类涂料不可缺少的原材料，用六氢苯酐代替芳香族多元酸生产的氨基醇酸、聚氨酯漆、粉末涂料等，能够显著提高涂料的鲜映度、光泽，同时六氢苯酐还可作为环氧树脂的固化剂、胶黏剂、增塑剂等。六氢苯酐用作环氧树脂固化剂时，除具有四氢苯酐的一般性能（纯度高、色泽浅、粘度低、挥发性小、性能稳定、适用期长）外，还有比四氢苯酐更优越的性能：无色透明液体，这是因为六氢苯酐分子结构中不含双键。

目前，工业上六氢苯酐是由丁二烯与顺丁烯二酸酐经Diels-Alder反应合成的四氢苯酐经催化加氢而制得。在加氢过程中要经过四氢苯酐双键活化这一过程，这个双键很容易发生转移，造成加氢不彻底，同时在氢原子的作用下，酸酐也极易发生缩合、氢解、交联等副反应，生成难以分离的高沸点及低沸点杂质，不仅影响反应转化率和收率，而且高沸点副产物在反应温度下易焦化，吸附在催化剂表明，导致催化剂中毒。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于制备六氢苯酐的有序介孔碳催化剂及其制备方法，该催化剂具有长周期运转活性稳定性高的特点，有利于工业应用及推广。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于制备六氢苯酐的有序介孔碳催化剂，催化剂包括载体和活性组分，其特征在于：所述的载体为有序介孔碳，所述的活性组分为镍，活性组分负载量以质量计占所述催化剂的0.5%~10%。

本发明还提供一种用于制备六氢苯酐的有序介孔碳催化剂的制备方法，其特征在于：具体步骤为：

步骤一、将无水碳酸钠和间苯二酚溶于甲醛溶液中，无水碳酸钠、间苯二酚和甲醛的质量比为无水碳酸钠：间苯二酚：甲醛=0.01~0.05:3~4:1.2~1.4,0~25℃下反应0.5~3h得到酚醛树脂前驱体；

步骤二、再向酚醛树脂前驱体中加入表面活性剂、乙醇和去离子水，表面活性剂、乙醇、去离子水和间苯二酚的质量比为表面活性剂：乙醇：去离子水：间苯二酚=2~3:15:12:3~4，滴加盐酸调节溶液pH为1.5~2.5，搅拌，体系逐渐变为乳白色，继续搅拌1~2h；

步骤三、将步骤二所得白色混合液在室温下陈化，陈化完成后将上清液移除，将沉淀的固体在室温干燥后再在高温下进行热聚合；

步骤四、将步骤三中高温下热聚合得到的固体在氮气气氛下焙烧，焙烧后在室温下冷却，得到有序介孔碳载体；

步骤五、将活性组分镍用浸渍法负载到步骤四所得的有序介孔碳上，然后在氢气气氛中还原3~12h，还原温度为80~250℃，得到制备六氢苯酐的有序介孔碳催化剂。

进一步的，步骤一中甲醛溶液的质量分数为37%。

进一步的，步骤二的表面活性剂为F127。

进一步的，步骤三中，室温陈化的时间为10~16h。

进一步的，其特征在于：步骤三中，室温干燥的时间为8~14h。