[发明专利]一种氧化铝包覆式酯交换催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化铝包覆式酯交换催化剂的制备方法，具体为一种Al₂O₃包覆的K₂O/Na₂O‑WO₃催化剂的制备方法，该方法以K₂O‑WO₃或Na₂O‑WO₃为核中心，通过包覆Al₂O₃得到K₂O/Na₂O‑WO₃@Al₂O₃复合结构催化剂，应用于丙二醇碳酸酯和甲醇制碳酸二甲酯的反应中，K₂O/Na₂O‑WO₃与Al₂O₃具有协同作用，本复合催化剂中Al₂O₃提供高比表面积和较佳的孔道分布吸附和筛选反应分子，在催化剂核中心K₂O/Na₂O‑WO₃表面反应物发生酯交换反应生成碳酸二甲酯，最终有效地提高了目标产品碳酸二甲酯的选择性，本催化剂在低温区(60‑80℃)酯交换反应活性也较佳。

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种Al₂O₃包覆的K₂O/Na₂O-WO₃催化剂，具体涉及一种用酯交换制备碳酸二甲酯的包覆结构的K₂O/Na₂O-WO₃@Al₂O₃型催化剂的制备方法。

背景技术

碳酸二甲酯是重要的绿色化工原料，其用途广泛，可作为溶剂、汽油添加剂等，也是经丙二醇碳酸酯合成聚碳酸酯的重要原料，目前国内外众多研究者均在积极研究和推广新型碳酸二甲酯的合成方法，其中以来源广泛且廉价的甲醇为原料，通过酯交换法合成碳酸二甲酯工艺温和，且可联产乙二醇或1,2-丙二醇，因此应用较为广泛。

影响酯交换法合成碳酸二甲酯技术开发的一个重要因素为高效催化剂的开发，以碱金属氢氧化物、碱金属醇盐为典型催化剂的均相催化剂，反应速度快，产品收率高，备受关注，但均相催化剂不易与产物分离，操作费用高，且稳定性较差，增加了其推广难度；目前阶段，针对均相催化剂难于分离的开发的非均相催化剂，能有效解决催化剂难于分离和回收的难题，但该类催化剂的目标产品选择性和收率较低；

如美孚公司(专利US5498743)成功开发以硅胶为载体，负载碱土金属元素的卤化盐，作为酯交换催化剂，但收率和选择性均较低，专利CN1228358A以钾元素离子交换后的X分子筛为载体，通过浸渍法制备KOH-KX催化剂，可重复使用，产品易分离，但丙二醇碳酸酯的转化率仅为41％；专利CN 1431053A，同样开发了非均相催化剂，以酚醛树脂为主要载体，负载碱土金属碳酸盐，高温下丙二醇碳酸酯转化率和碳酸二甲酯收率均较好，但80℃丙二醇碳酸酯转化率仅为68.4％，且反应时间长；因此，非均相催化剂的工业推广还是存在技术瓶颈，需要重点突破。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化铝包覆式酯交换催化剂的制备方法，合成碳酸二甲酯的包覆结构非均相催化剂，该催化剂为丙二醇碳酸酯和甲醇合成碳酸二甲酯的催化剂，该催化剂稳定性好，活性高，包覆结构非均相。

本发明的另外一个目的是通过精准设计和可控制备，提供一种用于包覆结构的K₂O/Na₂O-WO₃@Al₂O₃型催化剂的制备方法，该制备方法可大幅提高催化剂的催化性能，制备所得催化剂具有高丙二醇碳酸酯转化率、高热力学稳定性的特点。

为了实现以上发明目的，本发明所采用的具体技术方案为：