[发明专利]一种多重改性β沸石分子筛的制备方法及其在芳烃硝化中的应用

说明书

本发明公开一种多重改性β沸石分子筛的制备方法以及其在芳烃硝化中的应用。本发明采用经典脱铝的方法结合离子交换法制备得到多重改性的β沸石分子筛，然后将其应用于芳烃的硝化反应中。本发明是以氮氧化合物为硝化剂，以制备的改性分子筛作为催化剂，替代传统的混酸体系。该方法属于绿色硝化，减少了废酸废水产生，避免了混酸聚集，能广泛应用于各类芳烃的硝化反应中。

技术领域

本发明涉及一种高效且绿色环保的多重改性β沸石分子筛的制备方法及其在芳香硝化中的应用。

背景技术

芳烃的硝化反应是一类重要的有机取代反应，其生成的硝基芳烃化合物在合成有机化合物中有着重要的作用。芳香硝基化合物能作为原料或中间产物广泛应用于合成药物、染料、香料、肥料、塑料以及炸药等合成领域。因此，无论是在芳烃硝化反应基础理论研究方面，还是在芳烃硝化工业生产中，国内外硝化反应研究者都对此展开了深入的研究。

传统工业上，芳烃的硝化主要用到的是硝-硫混酸硝化，也是当前国内外生产硝基芳烃化合物应用最为普遍的方法，160多年以前该技术就已经应用于工业生产中，是最为成熟的生产工艺。但也存在原子经济性差、区域选择性差（氧化副反应发生和过度硝化）、产生大量废酸和对环境有害等不足。因此，近些年来，为了解决上述不足，许多研究者们致力于新型绿色芳烃硝化反应的研究。研究工作主要集中在硝化剂和催化剂这两方面的改进上，以此来寻找更绿色的硝化剂以及新型固体酸催化剂取代硫酸应用于芳烃硝化。

目前常见的硝化剂有传统的硝酸（HNO₃）-硫酸（H₂SO₄）混酸、硝酸（HNO₃）-硫酸（H₂SO₄）-磷酸（H₃PO₄）、硝酸与醋酐、硝酸酯或硝酸盐以及氮氧化合物等。其中氮氧化物作为硝化剂时，可改变传统的硝硫混酸法目标产物选择性不好的缺陷，对硝化反应具有良好的区域选择性，因此可以通过改变反应条件从而达到控制硝化产物异构体中目标产物的选择性，且氮氧化物硝化法是一种非酸硝化法，作为硝化剂，反应结束后废酸废水产生少，后续处理成本降低，节约了成本，经济性好，具有经济节约和环境保护双重意义，得到了国内外研究者的关注与研究。

而对于硝化催化剂而言，主要采用的催化剂有沸石分子筛催化剂、粘土类催化剂，杂多酸催化剂、金属氧化物、稀土金属盐以及离子液体等。其中以酸性沸石分子筛的研究较为活跃。