[发明专利]介孔结构金属有机配位化合物多相催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多相催化剂的制备方法，具体地说是一种介孔 结构金属有机配位化合物多相催化剂的制备方法。

技术背景

催化剂是化学工业生产中的一种重要物料，它对化工生产的效 益起决定性作用。根据催化剂在化学反应中的存在形式，可以分为 多相催化剂和均相催化剂。现有技术中大多数工业催化剂是多相催 化剂。多相催化剂的优点是催化剂的活性组分可以广泛变化；使用 的温度范围广；催化剂容易从产品中分离；容易实现工业化。但是 其缺点是：1、催化剂的设计或改进困难。2、由于表面的不均一性， 表面活性组分的利用率有限。3、催化反应的方向不容易控制，活性 与选择性都不能达到最佳效果。与之相对应，由于均相催化剂中的 配位基可以适当选择，使活性中心原子周围有特定的电子与空间性 质，使它能针对促进某一反应而具有高度的选择性。在均相催化剂 中所有的活性中心原子均匀分散，能够发挥最大催化活性。使均相 催化剂具有比多相催化剂高得多的活性中心利用率。均相催化剂与 多相催化剂相比较，在低温、低压更为温和的条件下进行反应，降 低了能耗损失。均相催化剂虽然具有上述的优点，但是由于催化剂 无法回收，造成经济效益低，使其广泛使用难以实现。此外由于其 本身的不稳定性、腐蚀性、污染目标产品、难分离，给下一步反应 带来困难等诸多缺点也是显而易见的。因而研究均相催化剂的固载， 在理论上和实践上均具有重大意义。已有技术大部分均相催化剂的 固载都是通过配体作为一个桥梁，将活性位与载体连接起来，达到 固载的目的。这种方法通常会带来一些问题如催化剂不稳定；活性 位在载体上分布不均匀；空间位阻增大，配体对催化活性中心微环 境的改变等。为了更好解决这些问题，发明一种利用微波技术制备 既有均相催化剂高活性的优点，又有多相催化剂可回收再利用的优 点，具有介孔结构的金属有机配位化合物多相催化剂是十分必要的。

本发明在催化剂技术领域，首次制备同时具有均相催化剂高活 性和多相催化剂的优点的具有介孔结构的金属有机配位化合物催化 剂，具有明显的新颖性和创造性；同时在化学工业生产中具有广泛 的实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用微波技术制备既有均相催 化剂高活性的优点，又有多相催化剂可回收再利用优点，具有介孔 结构的金属有机配位化合物多相催化剂的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种介孔结构金属有机配位化合物多相催化剂的制备方法，其 步骤是：

(1)在微波条件下，将四氯化锆、1，4-对苯二甲酸、N，N-二甲基甲 酰胺溶剂混合，其中四氯化锆，对苯二甲酸，N，N-二甲基甲酰胺的摩 尔比为1.2∶1∶1749；室温下搅拌至溶液澄清；

(2)将澄清的溶液加入到微波反应器中，400W微波加热2-4 分钟，除去上层清液，余下固体物质用N，N-二甲基甲酰胺，洗涤 3次；

(3)将上述洗涤后的物质真空干燥处理，制得金属有机配位化 合物非均相催化剂。

步骤(1)中微波条件是功率为400-1000W、时间1-10分钟。

步骤(1)中先将四氯化锆和对苯二甲酸分别溶解于N，N-二甲基甲 酰胺中，后将两溶液混合均匀持续搅拌0.5h。

步骤(1)为25℃，搅拌混合溶剂0.5h。

步骤(2)将20mL含四氯化锆、1，4-对苯二甲酸、N，N-二甲基甲 酰胺的澄清混合溶液慢慢倒入微波反应器中，微波功率400W，时 间4分钟，得到的产物用N，N-二甲基甲酰胺洗涤、离心，弃去上 层清液，重复3次。

步骤(3)中所述真空干燥温度160℃，时间24h。

本发明的要点是：利用微波技术制备具有介孔结构的金属有机配 位化合物多相催化剂。

(1)在微波条件下，先将四氯化锆和1，4-对苯二甲酸分别溶 解于N，N-二甲基甲酰胺DMF中，再将两溶液混合持续搅拌0.5h， 至溶液均匀；

(2)将混合后澄清的溶液加入到微波反应器中，在微波 条件下进行反应，等反应完成后除去上层清液，剩下固体物 质用N，N-二甲基甲酰胺多次洗涤；

(3)将洗涤完所得到的固体于温度为160℃的条件下真 空干燥24h，制得具有介孔结构的金属有机配位化合物多相催化 剂。

本发明中使用的微波反应器型号为MDS-6。

本发明方法的具体操作为：