[发明专利]一种用于环氧化物环加成反应的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于环氧化物环加成反应的催化剂，其特征在于：由氧化石墨烯和类水滑石组成，其中氧化石墨烯在催化剂中的质量占比为10~50 wt%，类水滑石在催化剂的质量占比为40~90 wt%，氧化石墨烯上含有大量的-OH、-COOH、C=O等电负性基团，类水滑石层板阳离子由M²⁺和M³⁺组成，其中M²⁺/M³⁺摩尔比为2.0~5.0。

2.根据权利要求1所述的一种用于环氧化物环加成反应的催化剂，其特征在于：M²⁺/M³⁺摩尔比为3.0~4.0。

3.根据权利要求1所述的一种用于环氧化物环加成反应的催化剂，其特征在于：M²⁺中M为Mg、Ca、Ba等中的一种或两种，M³⁺为Al³⁺、Fe³⁺中的一种或两种。

4.一种用于环氧化物环加成反应的催化剂的制备方法，安如下的步骤进行

（1）将M²⁺和M³⁺的前驱体溶于去离子水中，配成M²⁺和M³⁺总浓度为0.5~2.0 mol/L的溶液A；

（2）将NaOH和Na₂CO₃或者KOH和K₂CO₃溶于去离子水中配置为浓度为1.5~2.5 mol/L的碱性溶液B；其中Na₂CO₃或K₂CO₃浓度为0.2~0.5 mol/L，NaOH或KOH浓度为1.0~2.0 mol/L；

（3）将氧化石墨烯加入到去离子水中，得到混合物C，氧化石墨烯和去离子水的质量为1：200～10：100；

（4）搅拌条件下，保持温度40~60℃，溶液A和溶液B并流共沉淀于混合物C中，沉淀 pH=9.0~11.0，得到浆液D，A溶液和C溶液的体积比为1~4，将浆液D于60~90℃水热条件下动态老化6~15 h，得到浆液F；

（5）将浆液F过滤，洗涤后于100~120℃干燥10~20 h，得到所需催化剂。

5.根据权利要求4所述的一种用于环氧化物环加成反应的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，M²⁺的前驱体为硝酸镁、氯化镁、硝酸钙、氯化钙、硝酸钡、氯化钡等中的一种或两种；M³⁺的前驱体可以为硝酸铝、氯化铝、硫酸铝、偏铝酸钠氟、硝酸铁、氯化铁中的一种或两种，M²⁺/M³⁺的摩尔比为2~5。

6.根据权利要求4所述的一种用于环氧化物环加成反应的催化剂的制备方法，其特征在于：M²⁺/M³⁺的摩尔比为优选3~4。

7.根据权利要求4所述的一种用于环氧化物环加成反应的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，氧化石墨烯和去离子水的质量为1：200～10：100。

8.根据权利要求4所述的一种用于环氧化物环加成反应的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，并流沉淀的反应温度为50~70℃，pH范围为9.5~10.5。

9.一种用于环氧化物环加成反应的催化剂的应用，其特征在于：用于环氧化物和CO₂进行环加成反应生成环状碳酸乙烯酯和/或碳酸酯的反应中，应用于釜式反应器或固定床反应器。