[发明专利]一种Eu-P-W复合催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种Eu‑P‑W复合催化剂及其制备方法和应用；通过以磷源、铕源和钨源为原料，在溶液中混合均匀后进行加热反应，产物焙烧得到Eu‑P‑W复合催化剂。制备的Eu‑P‑W复合催化剂用于琥珀酸酐这种代表性羧酸分子的酯化反应，反应条件相对温和、催化效率高而且符合生产需求，用于有机羧酸酯合成可行性高、适应性广、具有较高的经济价值；解决了现有用于有机羧酸酯合成的均相催化剂由于难回收，且其具有强腐蚀性，对设备要求严苛，导致生产成本增加和环境污染等问题。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种Eu-P-W复合催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

有机羧酸酯是一类应用广泛的重要精细有机化工产品,主要用于香料、化妆品、医药、表面活性剂及有机合成等工业。羧酸的酯化反应是有机合成中的重要转变，一般其转化过程是由如琥珀酸酐这类羧酸分子为底物进行高附加转化获取功能材料、香料香精、医药中间体等精细化学品。而研究适用于有机羧酸酯合成的温和、简洁、高效的酯化方法极为重要。促使反应温和、简单、高效的进行，一旦合成出来，未来将给人们带来巨大的利益，也必将在有机领域和药物合成领域上有着更为广阔的应用前景。

对有机羧酸酯制备的整个工艺来说，催化剂的选择使用是工艺流程里至关重要的环节，所选催化剂制备过程是否简单易操作，价格是否低廉，催化效果是否绿色高效、可循环使用等都影响着催化酯化工艺的发展，现今我国催化剂体系还是以均相酸类催化剂为主，如盐酸、磷钨酸、磷钼酸、磷酸及硫酸等。虽然均相催化剂的催化活性能满足催化酯化工艺要求，但其难回收，且其具有强腐蚀性，对设备要求严苛，导致生产成本增加和环境污染等，这些缺点限制了它的应用，因而对于当今科研工作者而言，设计制备出能与均相酸类催化剂媲美的非贵金属类多相催化剂显得尤为重要，这无疑也是对催化酯化技术发展的强有力推动。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种Eu-P-W复合催化剂及其制备方法和应用，设计出了一种价廉、稳定且对多种代表性羧酸分子转化性能优异的Eu-P-W复合催化剂，并对其应用条件和方法进行筛定，由此获得了一种用于有机羧酸酯合成的Eu-P-W催化剂的制备方法，填补有机羧酸酯合成应用领域非均相催化剂的空白。

本发明的技术方案之一，一种Eu-P-W复合催化剂，所述Eu-P-W复合催化剂为EuPO₄纳米棒状结构表面负载WO₃颗粒形成的EuPO₄/WO₃复合结构。

进一步地，所述EuPO₄/WO₃复合结构中，EuPO₄和WO₃的摩尔比为(0.5-2):1。

本发明的技术方案之二，上述Eu-P-W复合催化剂的制备方法，以磷源、铕源和钨源为原料，在溶液中混合均匀后进行加热反应，产物焙烧得到Eu-P-W复合催化剂。

进一步地，所述磷源、铕源和钨源中，摩尔比Eu:P:W＝2:(0.5-2):1；所述铕源为铕的易溶盐，所述钨源为钨的易溶盐，所述磷源为磷酸一氢盐。

EuPO₄/WO₃构建复合酸催化界面是有一定合适范围的，超过这个范围无论过多还是过低都会削弱这种作用。

进一步地，所述铕的易溶盐为铕的杂多酸、铕的氯化物或铕的硝酸盐；所述钨的易溶盐为钨的杂多酸、钨的氯化物或钨的硝酸盐；所述磷酸一氢盐为浓度为0.2mol/L的(NH₄)₂HPO₄、K₂HPO₄或Na₂HPO₄。

进一步地，所述钨的杂多酸为磷钨酸，铕的硝酸盐为六水合硝酸铕；

进一步地，所述的Eu-P-W复合催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：