金属掺杂介孔分子筛的制备方法及其用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108927206A(43)申请公布日2018.12.04(21)申请号201810751131.1(22)申请日2018.07.10(71)申请人大连理工大学地址116023辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人李钢刘丹(74)专利代理机构大连智高专利事务所(特殊普通合伙)21235代理人祝诗洋(51)Int.Cl.B01J29/04(2006.01)B01J29/76(2006.01)C07D317/42(2006.01)C07D317/36(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称金属掺杂介孔分子筛的制备方法及其用途(57)摘要本发明涉及一种金属掺杂介孔分子筛的制备方法及其用途，特别是在二氧化碳与环氧化物环加成反应中的催化应用。本发明相比于传统工业应用的季铵盐体系，本发明克服了其反应条件苛刻和催化剂难于分离的缺点。通过简易的一步水热合成法利用双模板剂制备了具有酸碱双功能的多相催化剂，该催化剂作为二氧化碳和环氧化物环加成反应的催化剂，避免了大部分多相体系中需要加入助催化剂的问题，可以在较温和反应条件下获得良好的反应结果，高收率、高选择性地制备环状碳酸酯。催化剂在多次循环使用后，仍然保持良好的介孔有序度。催化剂制备工艺简单，廉价高效，便于大规模工业生产。CN108927206ACN108927206A权利要求书1/1页1.金属掺杂介孔分子筛材料的制备方法，其特征在于，将模板剂1、碱源、模板剂2、硅源混合并水解，然后加入金属盐，继续搅拌后在20-130℃水热合成，再将模板剂1脱除，得到金属掺杂介孔分子筛材料；所述模板剂1为十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵，十二胺，十六胺，聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物或聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物；所述的模板剂2为聚二甲基二烯丙基氯化铵或二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺共聚物，模板剂2与模板剂1的质量比为(0.01-1.0)：1，硅源与金属盐的摩尔比为(10-500)：1。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制备上述金属掺杂介孔分子筛材料包括以下步骤：(1)金属掺杂分子筛合成：将模板剂1加入到溶剂中，当模板剂1完全溶解后，加入碱源，再向上述溶液中加入模板剂2，搅拌下加入硅源并水解，最后加入金属盐，继续搅拌，然后在20-130℃水热合成；(2)模板剂1脱除：采用温和的溶剂萃取方式用酸溶液脱除模板剂1，产生介孔，而模板剂2保留在分子筛中。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述溶剂为去离子水，乙醇，甲醇或异丙醇。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅源为正硅酸四甲酯，正硅酸四乙酯，正硅酸四丁酯，硅溶胶或硅酸盐中的一种或两种以上。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱源为十二胺，乙二胺，正丁胺，氨水，氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两种以上。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属盐为Fe、Zn、Cr、Cu、Co、Al、Ni、Ti、--2--V的NO3盐，Cl盐，SO4盐或CH3COO盐。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述酸为硝酸，盐酸，硫酸，乙酸中任一种。8.一种金属掺杂介孔分子筛硅材料是按照权利要求1-7任一种方法制备的。9.如权利要求8所述金属掺杂介孔分子筛材料在催化二氧化碳与环氧化物的环加成反应中的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，该方法具体为：在二氧化碳与环氧化物的环加成反应体系中加入金属掺杂介孔分子筛材料，反应得到环状碳酸酯，反应温度为80-140℃，时间为0.5-8h，压力为0.2-2.0MPa。2CN108927206A说明书1/7页金属掺杂介孔分子筛的制备方法及其用途技术领域[0001]本发明涉及一种金属掺杂介孔分子筛的制备方法及其在二氧化碳与环氧化物环加成反应中的催化应用。背景技术[0002]二氧化碳(CO2)作为一种廉价、清洁、无毒、可循环利用的C1资源，成为化工行业廉价易得的原料。将CO2转化为附加值较高的化工产品，作为一种CO2的化学固定方法，在减缓全球温室效应方面具有深远意义。其中，CO2与环氧化物反应合成环状碳酸酯，由于其原子经济性和环境友好性而受到关注。其产物环状碳酸酯是一类具有高沸点、低蒸汽压、低毒等特性的绿色化学品，广泛用于有机溶剂、洗涤剂、锂离子电池电解液、燃料添加剂等多个领域。[0003]发明专利申请CN201110062979.1中披露了以金属铝酸盐为催化剂，有机季铵盐或碱金属卤化物为助催化剂，在一定条件下合成环状碳酸酯，但是该催化体系仍然没有避免助催化剂的使用。[0004]发明专利ZL201310711507.3中披露了以氨基功能化离子液体作为催化剂，在一定温度和压力下