K改性HY分子筛的制备及催化芳烃苄基化反应研究

2021-11-13刘征陆美环陈俊华杨建新

应用化工 2021年10期

刘征，陆美环，陈俊华，杨建新

(海南大学海南省精细化工工程技术研究中心，海口市绿色催化与反应工程重点实验室，海南海口 570228)

二苯甲烷及其衍生物是重要的精细化工中间体，通常由Friedel-Crafts苄基化反应得到[1-2]。传统的Friedel-Crafts苄基化反应多采用均相酸催化剂，但存在回收困难、设备腐蚀、毒性大等诸多问题，因此开发高活性可重复使用的固体酸催化剂引起人们极大的兴趣[3]。凹凸棒、黏土、分子筛等都是可用作催化剂的优良载体[4-6]，尤其是各种沸石催化剂[7]，酸性沸石已经证明对多种芳香族化合物的苄基化反应有一定的效果[8-10]。本研究制备了K改性的HY分子筛催化剂[11]，研究了以苯甲醇为苄基化试剂[12]，催化苯、甲苯、对二甲苯及均三甲苯反应制备二苯甲烷及其衍生物的反应特点，并且考察了催化剂的循环使用性能。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

苯甲醇、苯、甲苯、对二甲苯、均三甲苯、硝酸钾均为分析纯；分子筛HY[n(Si)/n(Al) = 5.4]，购自南开大学催化剂工厂。

Miniflex-600 X射线衍射仪；SU8000超高分辨率场发射扫描电子显微镜；ASAP 2460全自动快速物理吸附分析仪；Nicolet 380红外光谱仪；7890B-7000B GC-MS联用仪；岛津GC 2014气相色谱仪。

1.2 催化剂的制备方法

KHYX分子筛由传统的等体积浸渍法制备，按照负载量1%，2%，3%，4%，5%(质量分数)的要求，称取对应质量的硝酸钾以及HY分子筛，充分混合后，室温下搅拌3 h，所得催化剂放入恒温烘箱中120 ℃的条件下充分干燥2 h，充分研磨后转移至马弗炉，在500 ℃的条件下煅烧5 h，制得不同金属K负载量的HY分子筛，记为KHYX(X为K金属负载量)。