[01181720]一种负载型三聚磷酸二氢铝催化剂及其制备方法

技术领域 本项目属于精细无机化工技术领域,涉及三聚磷酸二氢铝催化剂的研制与开发。 背景技术 目前在工业生产中,醇和酸的酯化、缩醛、酰基化等反应大多仍沿用硫酸作催化剂,这是因为硫酸具有很高的催化活性,且价廉易得。然而,用硫酸作为催化剂亦有明显的缺点,即对设备腐蚀严重,副反应多（如氧化、醇的脱水和醚化等）,反应结束后硫酸还需经过中和与水洗处理才能除去,致使生产工艺长、产品损失多,并产生大量废水污染环境。为克服上述缺点,人们进行了各种代硫酸催化剂的研究,采用无机盐、对甲苯磺酸、固体超强酸、杂多酸等代硫酸催化有机反应的研究已经有了报道。这些催化剂,研究时间已经有十年以上。但是,真正能够工业化生产应用的不多,大部分附载型的催化剂虽然一定程度解决了硫酸的分离问题,但在反应过程中其活性组分不断流失,腐蚀问题仍没有得到很好的解决。 三聚磷酸二氢铝是一种多功能无机材料,外观为白色无毒非挥发性的粉末,难溶于水,属实际无毒产品。三聚磷酸二氢铝早已被开发用于防锈颜料,在冰箱吸附剂、离子交换吸附剂方面也有研究。但是,在催化方面的应用研究未见报道。从三聚磷酸二氢铝的化学式看,属于路易斯固体酸,酸性度高而酸强度弱,三聚磷酸二氢铝与其他固体酸相比,其酸性度较高,具有6.3毫克当量/克,是氧化铝、氧化硅等的10-100倍。是一种高效酯类反应催化剂,但实际上,直接用作催化剂,催化效果不好,必须通过负载提高其催化效果。为了解决酯类催化反应各种弊端,开发环保型三聚磷酸二氢铝在有机催化方面的应用成为当务之急。 技术内容 为了克服有机合成反应中硫酸作为催化剂存在缺陷及不足,在三聚磷酸二氢铝的制备过程中,通过制备载硫载体和适合的附载方法,改变三聚磷酸二氢铝单独用作催化剂的性质,比如比表面、酸强度,从而获得一种用于有机合成反应的三聚磷酸二氢铝催化剂的制备方法。 通过对硅藻土进行载硫处理,再负载三聚磷酸二氢铝,提高其比表面积,改善算强度数据,用于酯类催化效果与浓硫酸相当。 产品指标：比表面积95-110m2/g、酸强度H0=13.7-14.2,pH=6.5-7.0。 技术的创造性与先进性 1、通过对载体（如硅藻土等）表面进行载硫处理,得到载硫载体,没有改变原来载体（如硅藻土等）的孔结构、酸性（pH）,但提高硅藻土的比表面及附载性能。 2、载硫硅藻土负载三聚磷酸二氢铝后获得的附载型三聚磷酸铝催化剂,提高了三聚磷酸二氢铝的比表面和降低其酸强度,提高其在有机化学反应中的催化效率。 3、反应条件要求不高,工艺简单,操作容易,易于工业化生产,生产成本较低。 成果应用 自产品研发以来,产品经小批量使用于阿司匹林、柠檬酸三丁酯等有机合成体系、应用于催化有机酯化反应效果显著,加上产品绿色环保,具有较好的经验效益和社会效益。