一种具有高比表面积的磷酸铝/二氧化硅催化剂及其制备方法与应用

本发明涉及催化醚化，尤其涉及一种具有高比表面积的磷酸铝/二氧化硅催化剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、邻甲基苯甲醚，又称为2-甲基苯甲醚、邻甲酚甲醚、2-甲氧基甲苯或邻甲氧基甲苯，是一种无色液体。cas：578-58-5，分子式c8h10o，分子量122.16，熔点-34.1℃，沸点170～172℃，相对密度0.985g/ml。邻甲基苯甲醚是一种重要的医药、农药中间体，也是合成压敏、热敏染料的重要原料，在油脂抗氧化剂、塑料加工稳定剂以及食用香料等方面有着广泛的应用。

2、目前，邻甲基苯甲醚传统的制备方法是液相反应，即采用邻甲基苯酚和氯甲烷或硫酸二甲酯反应制得，由于氯甲烷和硫酸二甲酯有毒，且产物含酸而腐蚀设备，此方法的危险性比较高，且此方法还存在产率低，流程复杂等技术问题。

3、鉴于以上方法存在的缺点，现有技术有利用气固相催化合成法制备邻甲基苯甲醚，其所使用的甲基化试剂中甲醇不仅毒性小和腐蚀性小，且价格便宜，是一种典型的绿色合成工艺。但是，应用于该类反应的催化剂却存在着合成工序复杂、比表面积小而导致催化点位少等缺点。

4、因此，如何提供一种具有高比表面积，催化活性高且制备方法简单的用于气固相催化合成法的催化剂成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种具有高比表面积的磷酸铝/二氧化硅催化剂及其制备方法与应用。其目的是解决现有用于气固相催化合成法的催化剂所存在的合成工序复杂，比表面积小，催化活性低等技术问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种具有高比表面积的磷酸铝/二氧化硅催化剂的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、将氯化铝溶液与二氧化硅微粉混合后得到胶状混合物；

5、s2、将胶状混合物进行密封处理，密封处理结束后，将胶状混合物与磷酸铵溶液进行混合得到粉体混合物；

6、s3、将粉体混合物进行焙烧处理即得具有高比表面积的磷酸铝/二氧化硅催化剂。

7、进一步的，所述步骤s1中，氯化铝溶液中，al3+的浓度为0.5～2mol/l；氯化铝溶液与二氧化硅微粉的al/si摩尔比为0.5～2。

8、进一步的，所述步骤s2中，密封处理的温度为30～100℃，密封处理的时间为40～60h。

9、进一步的，所述步骤s2中，磷酸铵溶液的浓度为1～3mol/l；混合物中，p/al的摩尔比为0.5～3。

10、进一步的，所述步骤s2中，混合的温度为50～150℃，混合的时间为40～60h。

11、进一步的，所述步骤s3中，焙烧处理的温度为400～800℃，焙烧处理的时间为8～15h。

12、本发明提供了上述制备方法所制备的具有高比表面积的磷酸铝/二氧化硅催化剂。

13、本发明还提供了上述具有高比表面积的磷酸铝/二氧化硅催化剂的应用，包括以下步骤：

14、将邻甲酚和甲醇混合得到反应液，反应液在磷酸铝/二氧化硅催化剂的催化作用下进行反应得到邻甲基苯甲醚。

15、进一步的，所述邻甲酚和甲醇的摩尔比为1：2～6。

16、进一步的，所述反应的温度为300～400℃，反应的时间为8～400h。

17、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

18、(1)本发明制备的磷酸铝/二氧化硅催化剂的比表面积与二氧化硅相比，明显增加；

19、(2)本发明所采用的原料氯化铝、磷酸铵和二氧化硅价格低廉，且催化剂的合成方法具有操作步骤简单，工业设备简单，无污染的优点；

20、(3)本发明制备的催化剂应用于邻甲酚和甲醇制备邻甲基苯甲醚的反应，具有较高的邻甲酚转化率和对邻甲基苯甲醚的选择性，同时还具有优异的反应稳定性。

技术特征：

1.一种具有高比表面积的磷酸铝/二氧化硅催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，氯化铝溶液中，al3+的浓度为0.5～2mol/l；氯化铝溶液与二氧化硅微粉的al/si摩尔比为0.5～2。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，密封处理的温度为30～100℃，密封处理的时间为40～60h。

4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，磷酸铵溶液的浓度为1～3mol/l；混合物中，p/al的摩尔比为0.5～3。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，混合的温度为50～150℃，混合的时间为40～60h。

6.根据权利要求1、2或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，焙烧处理的温度为400～800℃，焙烧处理的时间为8～15h。

7.权利要求1～6任一项所述制备方法所制备的具有高比表面积的磷酸铝/二氧化硅催化剂。

8.权利要求7所述具有高比表面积的磷酸铝/二氧化硅催化剂的应用，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述邻甲酚和甲醇的摩尔比为1：2～6。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，所述反应的温度为300～400℃，反应的时间为8～400h。

技术总结
本发明属于催化醚化技术领域，本发明提供了一种具有高比表面积的磷酸铝/二氧化硅催化剂及其制备方法与应用。该制备方法包括以下步骤：将氯化铝溶液与二氧化硅微粉混合后得到胶状混合物；将胶状混合物进行密封处理，密封处理结束后，将胶状混合物与磷酸铵溶液进行混合得到粉体混合物；将粉体混合物进行焙烧处理即得具有高比表面积的磷酸铝/二氧化硅催化剂。本发明制备的催化剂应用于邻甲酚和甲醇制备邻甲基苯甲醚的反应，具有较高的邻甲酚转化率和对邻甲基苯甲醚的选择性，同时还具有优异的反应稳定性。

技术研发人员：邹秀晶,周琳凯,汪学广,洪润铎,尚兴付
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14