[发明专利]一种制备碳酸二甲酯的催化剂及制备方法和应用

权利要求书

1.一种制备碳酸二甲酯的催化剂，其特征在于，催化剂由活性组分Cu与Al-KIT-6介孔分子筛组成，以金属计，Cu为10-30wt%，其余为Al-KIT-6介孔分子筛；所述Al-KIT-6介孔分子筛的硅铝比为10-60，比表面积为772.9-910.3 m²/g，孔径为7.39-9.17 nm，孔容为2.17-2.56 cm³/g；

所述Al-KIT-6介孔分子筛的介孔之间具有相互连接的微孔孔道，其制备方法为：采用软模版法合成，铝离子在母液未成晶前加入，其配料摩尔比为：正硅酸乙酯:正丁醇:P123:盐酸:异丙醇铝:去离子水＝1:1.3: (0.008-0.053):1.84:0.013:194；

所述催化剂的制备过程为，通过乙酰丙酮铜固态离子交换法，将乙酰丙酮铜高度分散于所述Al-KIT-6介孔分子筛载体的孔道和表面上，同时部分乙酰丙酮铜与部分Al-KIT-6介孔分子筛上的酸性位点发生交换；然后通过活化步骤，使得乙酰丙酮铜分解形成的氧化铜物种交换于载体的酸性位点上，并且发生自还原反应，形成甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的活性中心Cu⁺。

2.如权利要求1所述的一种制备碳酸二甲酯的催化剂，其特征在于，Cu-Al-KIT-6催化剂其比表面积为470.8-530.6 m²/g，孔容为1.25-1.78 cm³/g，介孔孔径为6.78-7.54 nm。

3.一种权利要求1所述的制备碳酸二甲酯的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按Al-KIT-6:乙酰丙酮铜质量比为5:2.05-6.15的比例，将两者在研钵中均匀混合；

（2）将混合物置于250-300℃进行4-10小时的蒸汽浸渍，得到催化剂前驱体；

（3）将催化剂前驱体在活化气氛中，对催化剂前驱体进行程序升温活化，程序升温速率为2-5℃/min，当温度达到600-750℃时，对样品进行4-10小时的高温活化，待其冷却至室温后取出，得到Cu-Al-KIT-6催化剂。

4.如权利要求3所述的制备碳酸二甲酯的催化剂的制备方法，其特征在于，所述活化气氛为氮气和氧气组成的混合气或空气。

5.如权利要求4所述的一种制备碳酸二甲酯的催化剂的制备方法，其特征在于所述氮气和氧气组成的混合气中氮气和氧气体积比为10:1-2。

6.一种权利要求1所述的制备碳酸二甲酯的催化剂的应用，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将催化剂与石英棉装入固定床反应器中，在氮气气氛下，将反应器中的催化剂床层加热至140-180℃；

(2)体积组成为CO:O₂:甲醇=9:1:4-6的原料经预热器预热至120-140℃；

(3)预热器流出的物料于反应器的上端进入管式反应器，在常压下，温度为140-180℃的条件中进行反应。

7.如权利要求6所述的制备碳酸二甲酯的催化剂的应用，其特征在于，所述的催化剂与石英棉重量比为1:0.5-1。