一种用于合成脂肪族碳酸酯的催化剂及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种用于合成脂肪族碳酸酯的催化剂，其特征在于，所述催化剂为m1m2o
x
c
y
‑
m3o
z
，其中m1/m2摩尔比为0.5～10:1，c
y
在m1m2o
x
c
y
中的质量百分含量为1.0～5.0％，m3o
z
和m1m2o
x
c
y
的质量比为1.0～5.0:100。2.如权利要求1所述的一种用于合成脂肪族碳酸酯的催化剂，其特征在于，所述m1为二价金属，具体为mg
2
、zn
2
、ni
2
、cu
2
、ca
2
、co
2
、ba
2
、sr
2
中的一种或两种；所述m2为三价或四价金属，具体为al
3
、fe
3
、ga
3
、in
3
、la
3
中的一种或两种；所述c
y
为碳；所述m3o
z
为na2o、k2o、ceo2、zro2中的一种。3.一种用于合成脂肪族碳酸酯的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(a)：将m1分为m1
‑
1和m1
‑
2两部分，m2分为m2
‑
1和m2
‑
2两部分m2；将m1
‑
1和m2
‑
1的可溶性盐溶于去离子水中，配成盐溶液a；将m1
‑
2或m2
‑
2的可溶性盐溶于去离子水中，配成盐溶液b；步骤(b)：将koh和k2co3溶于去离子水中，配成碱溶液c；步骤(c)：将碳c
y
的前驱体和去离子水混合，超声处理，得到悬浊液d；步骤(d)：将m3的可溶性前驱体溶于脱co2的去离子水中，得到溶液e；步骤(e)：将盐溶液a和碱溶液c并流共沉淀于悬浊液d中，沉淀完毕后，将沉淀浆液动态回流老化，得到浆液f；步骤(f)：将浆液f过滤，加入去离子水打浆，得到浆液g；步骤(g)：将盐溶液b和碱溶液c并流共沉淀于浆液g中；沉淀完毕后，将沉淀浆液回流老化，得到浆液h；将所得浆液h过滤，洗涤，干燥，然后于氮气气氛下焙烧，得到m1m2o
x
c
y
；步骤(h)：将溶液e和m1m2o
x
c
y
进行球磨，球磨完毕后，将球磨浆液旋转蒸发干燥，然后于氮气气氛下焙烧，得到m1m2o
x
c
y
‑
m3o
z
催化剂。4.如权利要求3所述的一种用于合成脂肪族碳酸酯的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中m1的可溶性盐为mg
2
、zn
2
、ni
2
、cu
2
、ca
2
、co
2
、ba
2
、sr
2
的氯化盐、硝酸盐或醋酸盐；m2的可溶性盐为al
3
、fe
3
、ga
3
、in
3
、la
3
的氯化盐、硝酸盐或醋酸盐；m1
‑
2/m1
‑
1摩尔比为0～3，m2
‑
2/m2
‑
1摩尔比为0～3，但m1
‑
2/m1
‑
1和m2
‑
2/m2
‑
1比值不能同时为0，并且保证m1
‑
1/m2
‑
1的摩尔比为2～5；所述步骤(a)中盐溶液a的总金属离子浓度为0.5～3.0mol/l；盐溶液b的金属离子浓度为0.5～3.0mol/l。5.如权利要求3所述的一种用于合成脂肪族碳酸酯的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中碱溶液c的oh
‑
浓度为1.0～3.0mol/l，co
32
‑
浓度为0.3～0.8mol/l；所述步骤(c)中c
y
的前驱体为氧化石墨烯或氧化石墨；c
y
的前驱体和去离子水的质量比为0.1～0.5：100，超声时间为10～30min。6.如权利要求3所述的一种用于合成脂肪族碳酸酯的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(d)中m3的可溶性前驱体为氢氧化钠、碳酸钠、硝酸钠、氢氧化钾、硝酸钾、碳酸钾、硝酸铈或硝酸锆中的一种；所述溶液e中m3的摩尔浓度为0.5～1mol/l。7.如权利要求3所述的一种用于合成脂肪族碳酸酯的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(e)共沉淀过程中，沉淀温度为20～40℃，浆液搅拌速度为200～800r/min，沉淀ph值为9.0～11.0；所述动态回流老化温度为60～90℃，时间为10～36h；所述步骤(f)中加入的去离子水和滤饼的质量比为2～5:1。8.如权利要求3所述的一种用于合成脂肪族碳酸酯的催化剂的制备方法，其特征在于，
所述步骤(g)共沉淀过程中，沉淀温度为20～40℃，沉淀ph值为9.0～11.0，浆液搅拌速度为200～800r/min；所述回流老化温度为60～90℃，时间为10～36h；所述干燥温度为100～140℃，时间为10～24h；所述焙烧温度为400～600℃，时间为4～8h；所述步骤(h)中溶液e和m1m2o
x
c
y
的质量比为4～8：1；研磨球/m1m2o
x
c
y
质量比为5～10：1，球磨时间为4～20h，球磨速度200～500转/min；旋转蒸发温度为100～160℃，时间为10～24h；焙烧温度为400～600℃，时间为4～8h。9.一种用于合成脂肪族碳酸酯的催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂用于催化环状碳酸酯和醇发生酯交换反应生成脂肪族碳酸酯，具体包括：将催化剂破碎为20～60目，装入固定床反应器中，氮气气氛下，在温度为400～600℃，ghsv＝200～500ml/g
cat
.h的条件下处理2～4h；然后调整反应温度至60～150℃，分别通入环状碳酸酯和醇，控制反应压力为0.1～2.0mpa，环状碳酸酯的质量液空为0.2～0.5h
‑1，醇的质量液空为0.7～3.6h
‑1。10.如权利要求9所述的一种用于合成脂肪族碳酸酯的催化剂的应用，所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酸酯，所述醇为甲醇或乙醇，所述醇和环状碳酸酯的摩尔比为5～20:1。

技术总结
本发明提供了一种用于合成脂肪族碳酸酯的催化剂及其制备方法和应用，该催化剂由M1M2O


技术研发人员：李德宝 郭荷芹 陈从标 贾丽涛 侯博
受保护的技术使用者：中国科学院山西煤炭化学研究所
技术研发日：2021.07.13
技术公布日：2021/10/19