[发明专利]一种负载型催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种负载型催化剂及其制备方法和应用，尤其提供一种负载型催化剂、制备方法及在催化叔碳酸合成中的应用，所述负载型催化剂包括载体以及负载在载体表面的活性组分，所述载体为带有活泼氢基团的聚合物，活性组分为三氟化硼；该负载型催化剂以带有活泼氢基团的聚合物为载体，三氟化硼为活性组分，使得该催化剂具有较大的比表面积、较好的刚性以及活性，在使用过程中不易坍塌和堵塞，从而具有较高的循环套用次数；该催化剂在催化叔碳酸的合成过程中，能够提高叔碳酸的收率以及纯度，并能够减少催化剂的消耗，还能够减少制备过程中副反应的发生以及三废的产生，具有较高的实用价值，便于工业化大规模生产应用。

技术领域

本发明属于化学领域，涉及一种负载型催化剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种负载型催化剂、制备方法及在催化叔碳酸合成中的应用。

背景技术

叔碳酸又称新酸或三烷基乙酸，是一类支链的一元饱和羧酸，是工业脂肪酸中的一个重要分支。由于空间效应，叔碳酸羧基上的反应要比伯碳酸难得多，因此其衍生物的化学性质也相对稳定的多。叔碳酸酯类具有优异的耐水解性，此外，它还具有较高的耐热性、耐候性以及耐变色等性能。因此，广泛应用于涂料、医药、农药等诸多领域。

目前工业化生产叔碳酸(C5～C13))主要采用Koch法合成，生产中大多采取烯烃与一氧化碳反应，其催化剂为H₂SO4、BF₃·H₂O、BF₃·H₃PO4或HF等；反应中加入银、铜等金属作为助催化剂,可以加快反应速度。

CN102718646A公开了一种叔碳酸的制备方法，该制备方法以烯烃、水和一氧化碳为原料，在浓酸-羰基酮的催化下合成叔碳酸；CN10108811A公开了一种合成C10叔碳酸的方法，该方法采用三聚丙烯、一氧化碳和混酸为原料，以氧化亚铜为酸性介质催化剂，石油醚为萃取剂进行反应得到C10叔碳酸。

现有的制备工艺以及上述的制备方法存在的主要问题是：(1)采用浓硫酸或三氟化硼为催化剂，材质腐蚀性强，均相催化反应，酸的消耗量大，产生大量的含酸废液，处理成本高，若催化剂套用，流程非常复杂，催化剂也有明显和损失和失活；(2)在反应过程中需要加入银或铜作为助催化剂，带来一系列成本和分离问题；(3)在制备过程中采用有毒有害的一氧化碳为原料，不利于工业生产应用；综合来看，上述方法存在流程复杂，三废较多以及生产成本高等问题。

因此，开发一种能够用于催化叔碳酸的合成，且能简化叔碳酸的合成工艺，还能降低三废产生的新型催化剂非常有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种负载型催化剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种负载型催化剂、制备方法及在催化叔碳酸合成中的应用，该负载型催化剂以带有活泼氢基团的聚合物为载体，三氟化硼为活性组分，使得该催化剂具有较大的比表面积、较好的刚性以及活性，在使用过程中不易坍塌和堵塞，从而具有较高的循环套用次数；该催化剂在催化叔碳酸的合成过程中，能够提高叔碳酸的收率以及纯度，并能够减少催化剂的消耗，还能够减少制备过程中副反应的发生以及三废的产生，具有较高的实用价值，便于工业化大规模生产应用。

本发明的目的之一在于提供一种负载型催化剂，所述负载型催化剂包括载体以及所述负载在载体表面的活性组分，所述载体为带有活泼氢基团的聚合物，所述活性组分为三氟化硼。

本发明提供一种新型的催化剂，以带有活泼氢基团的聚合物为载体，三氟化硼为活性组分，使得该催化剂具有较大的比表面积、较好的刚性以及活性，在使用过程中不易坍塌和堵塞，具有较高的循环套用次数，从而具有较好的应用前景。所述活泼氢基团示例性地包括但不限于：羟基、氨基或羧基中的任意一种或至少两种的组合。

本发明中，该负载型催化剂用于催化叔碳酸的合成反应，能够提高叔碳酸的收率以及纯度，并能够减少催化剂的消耗，还能够减少制备过程中副反应的发生以及三废的产生，具有较高的实用价值，便于工业化大规模生产应用。