[发明专利]用于制备吡啶碱的分子筛催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了用于制备吡啶碱的分子筛催化剂及其制备方法与应用，分子筛催化剂，包括钛硅分子筛以及附着于钛硅分子筛表面的纳米三氧化二铋，其中，铋元素占钛硅分子筛的质量百分数为1％‑40％。通过光沉积将三氧化二铋均匀负载到TS‑1分子筛表面，可以提高该TS‑1分子筛的催化活性。

技术领域

本发明属于分子筛催化剂制备技术领域，具体涉及一种用于制备吡啶碱的分子筛催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

吡啶碱作为工业的重要原料，应用领域广泛，需求量日益增加，吡啶碱的合成显得尤为重要。尤其是化学合成法，简单快捷且收率高，成为制备吡啶碱的主要方法，其中，以ZSM-5分子筛作为催化剂，以甲醛、乙醛和氨气为原料合成吡啶碱在工业上应用最广泛。相比其他分子筛，ZSM-5分子筛优势在于具有交叉通道MFI拓扑结构，可提高催化剂反应选择性和热稳定性等性能，且具有一定的酸性位点(包含B酸和L酸)，可控制硅铝比改变酸性位点分布进而影响吡啶碱的收率和选择性。

通过研究表明，钛硅分子筛(TS-1)具有与ZSM-5分子筛相似的MFI拓扑结构，TS-1分子筛在催化氧化反应中应用最为广泛，如在烯烃类的环氧化，芳香族类的羟基化，醛酮类的氨氧化，烷烃类、噻吩类、醇类和胺类的氧化等反应中，都展现出优异的催化性能。不仅如此，TS-1分子筛晶体具有弱酸性，通过红外、拉曼和X射线吸收精细结构谱及一些理论结果证明TS-1包含L酸位；另一方面，TS-1催化某些反应的结果表明在TS-1/H₂O₂体系中存在B酸位。例如，TS-1被成功应用于酸催化乙二胺的聚合反应中，该反应有超高选择性和转化率，而这些酸性位来源于Si-OH基团而不是与Ti(IV)位点直接有关的L酸位。最近，通过对吸附三甲基膦的TS-1的³¹P和¹HMASNMR谱的分析，证实TS-1含有L酸和B酸，说明与ZSM-5分子筛相同，TS-1分子筛中也存在着B酸和L酸，为催化醛氨缩合反应合成吡啶碱提供了可能。

除此之外，根据对TS-1分子筛中钛的研究，其可分为骨架与非骨架两类，骨架钛指四配位钛，非骨架钛指五、六配位钛、锐钛矿TiO2及无定型钛物种。但是，发明人发现，TS-1含有的L酸和B酸偏低，催化醛胺缩合反应合成吡啶碱效果低下；通过金属改性提高催化活性，所负载金属出现易团聚，金属利用率低等问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种用于制备吡啶碱的分子筛催化剂及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明的一个或多个实施例公开了以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种用于制备吡啶碱的分子筛催化剂，包括钛硅分子筛以及附着于钛硅分子筛表面的纳米三氧化二铋，其中，铋元素占钛硅分子筛的质量百分数为1％-40％。

第二方面，本发明提供了所述用于制备吡啶碱的分子筛催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将钛硅分子筛分散于乙醇水溶液中，再加入铋盐，汞灯照射反应，制得附着有纳米三氧化二铋的分子筛催化剂。

第三方面，提供所述分子筛催化剂在催化剂制备吡啶碱中的应用。

与现有技术相比，本发明的以上一个或多个实施例取得了以下有益效果：

经过试验发现，通过光沉积将三氧化二铋均匀负载到TS-1分子筛表面，可以提高该TS-1分子筛的催化活性。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。