本發明專利技術公開了一種制備氨基甲酸甲酯的催化劑及該催化劑的制備方法，包括該催化劑中活性組分的質量占比為0.1?12％，助劑金屬的質量占比為0.1?10％，其余為氧化硅；所述活性組分為Mg、Ca、Zn、Fe、Cu或Pb中的至少一種鹽酸鹽、硝酸鹽或醋酸鹽；所述助劑金屬為La、K、Sr或Ce中的至少一種。該催化劑能夠通過尿素醇解法制備氨基甲酸甲酯，不會造成環境污染，并且該催化劑的制備工藝簡單，易于大規模生產。
Catalyst for preparing methyl carbamate and preparation method of the catalyst
The invention discloses a catalyst for preparing methyl carbamate and preparation method of the catalyst, including the ratio of 0.1 accounted for 12% of the quality of the active component of the catalyst, the quality of metal additives accounted for 0.1 and 10% for the rest of, silicon oxide; the active component is Mg, Ca, Zn Cu, Fe, or Pb in at least one hydrochloride, nitrate or acetate; the metal additives for at least one of La, K, Sr or Ce. The catalyst can prepare methyl carbamate through alcoholysis of urea method, will not cause environmental pollution, and the catalyst preparation process is simple, easy to mass production.
【技術實現步驟摘要】
一種用于制備氨基甲酸甲酯的催化劑及該催化劑的制備方法
本專利技術屬于合成氨基甲酸甲酯的催化劑
，涉及一種用于制備氨基甲酸甲酯的催化劑，還涉及上述催化劑的制備方法。
技術介紹
氨基甲酸甲酯是典型的氨基甲酸酯類化合物，是一種重要的綠色精細化工原料，其用途非常廣泛，可用于農藥、醫藥、合成樹脂改性和有機合成的中間體等領域，例如：用于合成異氰酸酯、無毒聚氨酯、三聚氰胺衍生物、和聚乙烯胺，以及與不飽和烴、醛酮、多元醇和芳環等反應，生成各種用途的衍生物，也可用于合成雜環吡咯、三唑酮、喹唑啉酮和三嗪等化合物。此外，氨基甲酸甲酯也可以作為衣物防蟲劑，具有揮發性適中、無味、毒性低等優點。氨基甲酸甲酯的傳統合成方法主要以劇毒光氣為原料，再經醇解和氨解得到氨基甲酸甲酯。該生產工藝由于工序多、裝置復雜、生產過程中產生最強腐蝕性的鹽酸，產品中的殘余氯難以去除，環境負擔增加，而且光氣有劇毒，目前已逐漸被非光氣法所取代，由尿素和甲醇制氨基甲酸甲酯，便是最具代表性的非光氣法。該生產方法符合綠色化工理念，不會造成環境污染，工藝簡單，原料是廉價易得的尿素和甲醇，容易實現大規模生產，且該方法如果與尿素的生產相結合可減輕二氧化碳給環境帶來的溫室效應和擴大二氧化碳的利用，具有重要的應用價值，是最具有發展前景的工藝路線之一。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種用于制備氨基甲酸甲酯的催化劑，該催化劑能夠通過尿素醇解法制備氨基甲酸甲酯，不會造成環境污染，并且工藝簡單，易于大規模生產。本專利技術的目的還在于提供上述催化劑的制備方法。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的：這種用于制備氨基甲酸甲酯的催化劑，包括該催化劑中活性組分的質量占比為0.1-12％，助劑金屬的質量占比為0.1-10％，其余為氧化硅；所述活性組分為Mg、Ca、Zn、Fe、Cu或Pb中的至少一種鹽酸鹽、硝酸鹽或醋酸鹽；所述助劑金屬為La、K、Sr或Ce中的至少一種。本專利技術的另一技術方案是，上述催化劑的制備方法，包括以下步驟：步驟1，使用酸性液體對氧化硅進行預處理，得到固體載體；所述酸性液體為鹽酸、硝酸或醋酸中的任意一種；步驟2，向蒸餾水中加入活性組分和助劑金屬，并且攪拌均勻，得到溶液；其中活性組分和助劑金屬的質量比為1:0.1-1；步驟3，將步驟2中得到的溶液倒入固體載體中，并且進行熱處理，得到催化劑。更進一步的，本專利技術的特點還在于：其中步驟1中預處理的具體過程是，將氧化硅放置在酸性溶液中，并且在20-60℃，0.1-0.3MPa的條件下攪拌12-28h，然后在120-180℃的環境下，儲存陳化15-28h，過濾后得到固體載體。其中步驟2中所述的活性組分為Mg、Ca、Zn、Fe、Cu或Pb中的至少一種鹽酸鹽、硝酸鹽或醋酸鹽。其中助劑金屬為La、K、Sr或Ce中的至少一種。其中步驟3中熱處理的具體過程是，將步驟2得到的溶液倒入步驟1中得到的固體載體中，加熱至30-80℃，攪拌8-18h；然后在60-130℃下烘干5-10h；最后在200-500℃下焙燒2-8h后，得到催化劑。本專利技術的有益效果是：催化劑的制備過程簡單，且易于實現，且能夠實現工業化。使用該催化劑制備氨基甲酸甲酯，原料均為容易獲得的化學品，且價廉易得，能夠大幅度降低生產成本，且生產過程安全、環保、簡單，易于操作。整個制備氨基甲酸甲酯的過程，符合綠色化學的技術思想，避免了使用光氣，反應副產物只有氨，在氨回收利用之后，整個過程幾乎沒有三廢排放，經濟環保，且效果顯著。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利技術做進一步詳細描述：本專利技術提供了一種用于制備氨基甲酸甲酯的催化劑，該催化劑中活性組分的質量占比為0.1-12％，主劑金屬的質量占比為0.1-10％，其余為氧化硅；其中活性組分為Mg、Ca、Zn、Fe、Cu或Pb中的至少一種鹽酸鹽、硝酸鹽或醋酸鹽；其中助劑金屬為La、K、Sr或Ce中的至少一種。上述催化劑的制備方法，包括以下步驟：步驟1，將氧化硅置入鹽酸溶液、硝酸溶液或醋酸溶液中，然后將其置于20-60℃，0.1-0.3MPa的條件下攪拌12-28h，然后在120-180℃的條件下，陳化15-28h；得到固體載體。步驟2，向蒸餾水中加入活性組分和助劑金屬，攪拌均勻之后得到溶液；其中活性組分和助劑金屬的質量比為1:0.1-1；其中活性組分為Mg、Ca、Zn、Fe、Cu或Pb中的至少一種鹽酸鹽、硝酸鹽或醋酸鹽；其中助劑金屬為La、K、Sr或Ce中的至少一種。步驟3，將步驟2中得到的溶液加入到步驟1中得到的固體載體，將其加熱至30-80℃，攪拌8-18h；之后在60-130℃下烘干5-10h；然后在200-500℃下焙燒2-8小時后，得到用于制備氨基甲酸甲酯的催化劑。使用上述催化劑通過尿素醇解法制備氨基甲酸甲酯的方法，其具體過程是：將摩爾比為1:4-12的尿素和甲醇混合起來，然后加入催化劑，催化劑的質量為反應物總質量的0.5-8％；然后將其加熱至120-200℃，反應0.8-8h；降至室溫，過濾分離之后得到氨基甲酸甲酯。本專利技術用于制備氨基甲酸甲醇的催化劑，以及該催化劑的制備過程的具體實施例為：實施例一制取催化劑的具體過程是：選取氧化硅進行預處理，將氧化硅放入石英反應器恒溫區處，升溫至40℃后，常壓下加入鹽酸，并保持攪拌14小時，然后置于125℃的環境下，儲存陳化18小時，最后過濾得到固體載體。將1.0g的Pb(C2H3O2)2、0.5g的ZnCl2、0.5g的CaCl2和0.1g的La、0.1g的Sr加入到蒸餾水中，并攪拌均勻，得到溶液。將上述溶液倒入100.0g處理過的氧化硅載體中，然后將其加熱到40℃攪拌12小時，之后再置于烘箱中，80℃烘干8小時；最后450℃焙燒6小時得到催化劑。實施例二制取催化劑的具體過程是：選取氧化硅進行預處理，將氧化硅放入石英反應器恒溫區處，升溫至40℃后，常壓下加入醋酸，并保持攪拌12小時，然后置于120℃的環境下，儲存陳化16小時，最后過濾得到固體載體。將0.5g的Pb(NO3)2、0.5g的ZnCl2、0.5g的CuCl2和0.1g的La、0.2g的Ce加入到蒸餾水中，并攪拌均勻，得到溶液。將上述溶液倒入105.0g處理過的氧化硅載體中，然后將其加熱到40℃攪拌10小時，之后再置于烘箱中，80℃烘干6小時；最后400℃焙燒5小時得到催化劑。實施例三制取催化劑的具體過程是：選取氧化硅進行預處理，將氧化硅裝入石英反應器恒溫區處，升溫至40℃后，常壓通入硝酸，并保持攪拌15小時，然后置于115℃的環境下，儲存陳化14小時，最后過濾得到固體載體。將1.5g的Zn(NO3)2、0.5g的FeCl3、0.5g的Cu(C2H3O2)2和0.2g的K、0.2g的Ce加入到蒸餾水中，并攪拌均勻，得到溶液。將上述溶液倒入110.0g處理過的氧化硅載體中，然后將其加熱到40℃攪拌16小時，之后再置于烘箱中，80℃烘干8小時；最后480℃焙燒7小時得到催化劑。實施例四制取催化劑的具體過程是：選取氧化硅進行預處理，將氧化硅裝入石英反應器恒溫區處，升溫至40℃后，常壓通入鹽酸，并保持攪拌14小時，然后置于125℃的環境下，儲存陳化18小時，最后過濾得到固體載體。將1.0g的Pb(C2H3O2)2、0.5g的Zn(NO3)本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于制備氨基甲酸甲酯的催化劑，其特征在于，包括該催化劑中活性組分的質量占比為0.1?12％，助劑金屬的質量占比為0.1?10％，其余為氧化硅；所述活性組分為Mg、Ca、Zn、Fe、Cu或Pb中的至少一種鹽酸鹽、硝酸鹽或醋酸鹽；所述助劑金屬為La、K、Sr或Ce中的至少一種。
【技術特征摘要】
1.一種用于制備氨基甲酸甲酯的催化劑，其特征在于，包括該催化劑中活性組分的質量占比為0.1-12％，助劑金屬的質量占比為0.1-10％，其余為氧化硅；所述活性組分為Mg、Ca、Zn、Fe、Cu或Pb中的至少一種鹽酸鹽、硝酸鹽或醋酸鹽；所述助劑金屬為La、K、Sr或Ce中的至少一種。2.一種如權利要求1所述的催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，使用酸性液體對氧化硅進行預處理，得到固體載體；所述酸性液體為鹽酸、硝酸或醋酸中的任意一種；步驟2，向蒸餾水中加入活性組分和助劑金屬，并且攪拌均勻，得到溶液；其中活性組分和助劑金屬的質量比為1:0.1-1；步驟3，將步驟2中得到的溶液倒入固體載體中，并且進行熱處理，得到催化劑。3.根據權利要求2所述的催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚建亮，
申請(專利權)人：中榆化工科技有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西,61
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