[发明专利]一种多孔固体碱催化剂合成碳酸甲乙酯的方法

说明书

一种多孔固体碱催化剂合成碳酸甲乙酯的方法，涉及一种合成碳酸甲乙酯的方法，本发明提出一种固相研磨‑燃烧法制备高分散、多孔、高比表面积的碱性催化剂的方法，用于高效催化碳酸二甲酯和碳酸乙醇合成碳酸甲乙酯。该催化剂制备工艺流程短、免了常规制备方法中繁琐的老化洗涤环节，同时避免了大量含酸或碱废水的产生。燃烧剂燃烧过程中产生的气体使催化剂具有多孔、蓬松的特点，这大大提高了催化剂的比表面积，增加了活性组分与反应原料的接触几率。如采用该方法制备的CaO‑SrO‑Al₂O₃/SiO₂催化剂用于固定床反应工艺，催化剂酥松多孔，活性中心分散度高，比表面积大，热稳定性好，其催化效果优于共沉淀法或尿素水解法制备的催化材料。

技术领域

本发明涉及一种合成碳酸甲乙酯的方法，特别是涉及一种多孔固体碱催化剂合成碳酸甲乙酯的方法。

背景技术

碳酸甲乙酯(ethylmethyl carbonate简称EMC),分子式C₄H₈O₃，分子量为104.1，无色透明液体，略有刺激性气味。熔点-55℃，沸点109℃，不溶于水，溶于醇、醚等有机溶剂，是一种不对称碳酸酯。由于同时含有甲基和乙基兼有碳酸二甲酯、碳酸二乙酯的特性，EMC也是特种香料和中间体的溶剂，用途十分广泛。随着锂离子电池行业的迅猛发展，有关电池的安全性、使用年限等要求越来越严格，给电池电解质行业的技术革新带来了挑战。目前国内合成的各种电解质溶剂在质量上很少能达到使用标准，电解质一般从国外进口，而最近的研究发现碳酸甲乙酯可以作为一种很好的锂离子电池的电解质，EMC介电常数大，粘度小，对锂盐溶解性强，具有良好的低温使用性能，EMC用作锂离子电池电解质的溶剂,能够显著提高锂离子传导的离子电导率，提高电池的能量密度和放电容量,能够使电池的寿命延长，安全性能题高，因而碳酸甲乙酯电解液在锂离子电池电解液行业中将具有不可替代的优势。但是锂离子电池对电解液的纯度要求很高，电解液中的杂质会对电池的电化学性能产生显著的影响，在国内EMC高昂的价格以及对其纯度的严格要求限制了它的应用,因此开发一种低成本、高纯度的EMC合成方法,是EMC得以广泛使用的关键，而要做到降低生产成本，提高产品纯度，其关键还是在于开发一种高效、无污染且使用周期长的催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔固体碱催化剂合成碳酸甲乙酯的方法，本发明固相研磨-燃烧法制备高分散的多孔固体碱催化剂，用于催化碳酸二甲酯和乙醇合成高纯度碳酸甲乙酯的反应，该方法工艺流程短、无需老化和水洗，避免了大量含酸或碱废水的产生。采用该方法所制得催化剂酥松多孔，活性中心分散度高，比表面积大，热稳定性好，其催化效果优于共沉淀法和尿素水解法制备的组成一致的催化剂。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多孔固体碱催化剂合成碳酸甲乙酯的方法，所述方法为固相研磨-燃烧法制备的多孔固体碱催化剂用于合成碳酸甲乙酯的方法，以碳酸二甲酯和乙醇为原料，以多孔固体碱为催化剂，原料碳酸二甲酯和碳酸乙醇的摩尔比为0.1:1-10:1，反应压力为0.1-5.0MPa，反应温度50-250℃，催化剂用量为0.1-5 wt%，用固定床或釜式反应器；

所述多孔固体碱催化剂通过以下固相研磨-燃烧法制备：

1）称取多种金属盐物理混合，在研钵或球磨机中研磨至充分物理混合；

2）取有机燃料，加入到研钵或球磨机中，与混合硝酸盐混合研磨；

3）将混合均匀后的金属盐和燃料与无机载体再次充分研磨混合；

4）将均匀混合研磨后的金属盐和燃料或均匀混合研磨后的金属盐、燃料和载体置于烘箱中干燥，得到蓬松发泡的螯合物；

5）将上述螯合物放入马弗炉中，在惰性氛围或氧化气氛下焙烧得到高分散的多孔固体碱催化剂。