[发明专利]一种新型选择性合成双酚F的金属掺杂催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种新型选择性合成双酚F的金属掺杂催化剂及其制备方法和应用，其能解决TiO₂作为双酚F的合成反应的光催化剂，催化活性有待进一步提高的技术问题。一种新型选择性合成双酚F的金属掺杂催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，S1，将四丁基钛酸酯加入到异丙醇中配制成A溶液，将Sn(OH)₄与NaOH溶解到异丙醇中配制成B溶液；S2，将B溶液滴加到A溶液中；S3，将S2制得的溶液进行水热反应；S4，将S3水热反应后的固液混合物抽滤，固相样品酸洗、蒸馏水复洗；S5，将S4清洗后的固相样品烘干后进行灼烧，得金属掺杂催化剂。本发明提供的金属掺杂催化剂具有更高的催化性能，对环境友好，节约能源。

技术领域

本发明涉及合成双酚F的催化剂的技术领域，具体涉及一种新型选择性合成双酚F的金属掺杂催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

双酚F是一种重要化工中间体，由苯酚、甲醛经羟烷基化缩合反应得到的。产品主要有2,2’-双酚F、2, 4’-双酚F及4,4’-双酚F，共计三种异构体组成，其中以4,4’-双酚F异构体性能最佳。因其独特的化学结构，在合成环氧树脂、聚酯树脂、聚碳树脂以及作为酚醛树脂改性剂和阻燃剂时，所得产品的耐热性、耐湿性、绝缘性、加工性及注塑浇注性能均远优于以双酚A为原料制成的同类产品。催化剂是双酚F合成工艺中的重要工艺条件之一，最初人们想借鉴双酚A合成的工艺条件，选择强无机酸作催化剂，但反应过程存在着腐蚀性强，氯化氢气体易挥发，氯乙醚、氯甲基酚、磺化产物等副反应产物增多的缺点，并且会有水溶液与有机相分离难等问题，所以人们最终要寻求腐蚀性低、催化活性高、易于回收等特点的催化剂。

采用新型的光催化剂可以为双酚F的合成提供一剂绿色的高效率的良方。所谓光催化反应，是指一类在光照射为必要条件下进行的化学反应。反应中由光能作为主要能量来源，使得反应物分子吸收了特定波长的电磁辐射后发生核外电子跃迁，分子由常态转化为激发态，然后去参与生成目的产物的化学反应。常见的光催化剂有TiO₂、C₃N₄、ZnO、CdS等，其中尤其是TiO₂由于理化性质稳定、白色无毒无味、制备成本不高以及耐光腐蚀等优点而倍受推崇。为了提高 TiO₂光催化活性，我们通常需要对光催化剂进行设计，主要包括：形貌设计、掺杂、半导体复合等。运用物理方法或化学方法将掺杂离子填充到二氧化钛晶格空隙中，使得晶体所带电荷重新分布或改变其晶体结构，从而有目的的改善载流子的运动或改变二氧化钛的能带结构。在半导体催化剂中引入金属离子，主要可以通过物理方法和化学手段来实现。恰当的金属离子的加入可以改善催化剂晶型的缺陷，增加光生电子与空穴的分离效率从而达到提升催化活性的目的。本发明设计合成了金属离子掺杂的二氧化钛催化剂，在二氧化钛纳米带的制备过程中引入Sn⁴⁺、Cu²⁺、Fe³⁺，将改性后的催化剂用于双酚F的合成反应，可以提高反应的产率，节约了成本；该催化剂目前鲜见报道。

发明内容

本发明提供了一种新型选择性合成双酚F的金属掺杂催化剂及其制备方法和应用，其能解决TiO₂作为双酚F的合成反应的光催化剂，催化活性有待进一步提高的技术问题。

其技术方案是这样的，一种新型选择性合成双酚F的金属掺杂催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1，将1-60 mL四丁基钛酸酯加入到10-250 mL异丙醇中配制成A溶液，

将10-50 mg Sn(OH)₄或Cu(OH)₂或Fe(OH)₃与40-450 mg NaOH溶解到10-250 mL异丙醇中配制成B溶液；

S2，将B溶液滴加到A溶液中，不停搅拌；

S3，将S2制得的溶液进行水热反应，170 ^oC下保温24-48 h；