磺化酞菁钴脱硫催化剂及其制备方法 技术领域 :
本发明涉及一种磺化酞菁钴的合成方法, 尤其是采用微波, 在航空煤油溶剂中合 成磺化酞菁钴催化剂的方法。 背景技术 :
磺化酞菁钴的合成方法主要有固相法和溶剂法两种。 固相法的主要缺点是原料易 挥发、 环境污染严重, 用水作介质会产生较严重的粘壁和堵塞排气管的情况 ; 溶剂法的主要 缺点是反应时间长且所用溶剂的毒性大, 例如以三氯化苯为溶剂时, 在合成磺化酞菁钴过 程中易生成微量的强致癌物多氯联苯。 因此, 选择一种溶剂毒性小, 同时提高收率的合成方 法是今后磺化酞菁钴合成的主要发展方向。CN1403459A 公开了一种 “氧化脱硫催化剂酞菁 钴磺酸盐的制备方法” 是采用环丁砜溶剂合成, 反应时间为 3.5-4.5 小时, 反应时间较长。 殷焕顺、 汪建民等利用微波, 固相合成钴酞菁及其磺化衍生物, 原料挥发损失, 污染环境。 颜汉波以喷气燃料为溶剂合成磺化酞菁钴, 采用沙浴加热, 分别在 160-170℃, 210-220℃, 240-250℃温度段反应 2 小时, 工艺复杂且反应时间较长。
微波是频率介于 300MHz ~ 300000MHz 的电磁波, 微波对材料有很强的穿透能力, 对被照射的物质能产生深层加热作用, 具有加热快、 受热体系温度均匀等特点。因此, 微波 辐射促进有机化学反应的研究已成为有机化学领域的一个热点。航空煤油又称 3 号喷气燃 料, 具有热稳定性较好, 毒性小, 沸程宽, 是一种良好的有机溶剂。 金属酞菁化合物最初用作 颜料和燃料, 由于其具有热稳定性好, 优异的光敏性, 较好的光电性能及配合性等特点, 目 前已发展成为用途广泛的多功能性材料。 钴酞菁及其衍生物由于具有独特的光、 电、 磁及对 某些气体的敏感性等方面的特性, 已经在硫醇氧化、 燃料电池、 光导材料、 导电材料、 传感器 等领域得到了广泛的应用。 发明内容 :
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足, 提供一种磺化酞菁钴脱硫催化剂及 其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的 :
磺化酞菁钴脱硫催化剂, 基本组分及质量百分数为 :
苯酐 14-20%
尿素 13-20%
CoCl2 2-5%
钼酸铵 1-2%
航空煤油 5 3-70%
磺化酞菁钴脱硫催化剂制备方法, 包括以下顺序和步骤 :
a、 将 14-20%苯酐、 13-20%尿素、 2-5% CoCl2 和 2-5%钼酸铵与 53-70%航空煤油 混合后, 置于微波炉中进行缩合反应, 辐照功率 400-600W, 反应时间 20-50min, 得酞菁钴 ;b、 在回流装置中加入步骤 a 制备的酞菁钴和过量浓硫酸, 于微波炉中进行辐照功 率 400-600W, 反应时间 20-50min, 磺化反应, 磺化反应后取出自然冷却 ;
c、 冷却后, 在剧烈搅拌的条件下倒入饱和氯化钠冰水中稀释, 加氯化钠至饱和, 析 出蓝紫色固体, 依次用无水乙醇和丙酮洗涤 2-3 次, 每次洗涤所用无水乙醇或丙酮的量均 为液面高出固体 1cm ;
d、 常温真空干燥 24 小时, 粉碎至 25 目, 即为磺化酞菁钴产品。
有益效果 : 采用微波能够有效地缩短反应时间, 提高合成效率 ; 以航空煤油为溶 剂合成磺化酞菁钴, 既能改进溶剂毒性大的缺点, 又能减少固相法原料挥发损耗, 降低环境 污染, 低了生产成本, 提高了经济效益, 合成工艺简单, 高效, 低耗, 安全。 具体实施方式 :
下面结合实施例做进一步的详细说明 :
磺化酞菁钴脱硫催化剂, 基本组分及质量百分数为 :
苯酐 14-20%
尿素 13-20% CoCl2 2-5%
钼酸铵 1-2%
航空煤油 53-70%
磺化酞菁钴脱硫催化剂制备方法, 包括以下顺序和步骤 :
a、 将 14-20%苯酐、 13-20%尿素、 2-5% CoCl2 和 1-2%钼酸铵与 53-70%航空煤油 混合后, 置于微波炉中进行缩合反应, 辐照功率 400-600W, 反应时间 20-50min, 得酞菁钴 ;
b、 在回流装置中加入步骤 a 制备的酞菁钴和过量浓硫酸, 于微波炉中进行辐照功 率 400-600W, 反应时间 20-50min, 磺化反应, 磺化反应后取出自然冷却 ;
c、 冷却后, 在剧烈搅拌的条件下倒入饱和氯化钠冰水中稀释, 加氯化钠至饱和, 析 出蓝紫色固体, 依次用无水乙醇和丙酮洗涤 2-3 次, 每次洗涤所用无水乙醇或丙酮的量均 为液面高出固体 1cm ;
d、 常温真空干燥 24 小时, 粉碎至 25 目, 即为磺化酞菁钴产品。
实施例 1
磺化酞菁钴脱硫催化剂制备方法, 包括以下顺序和步骤 :
a、 将 140g 苯酐、 130g 尿素、 20gCoCl2 和 10g 钼酸铵与 700g 航空煤油混合后, 置于 微波炉中进行缩合反应, 辐照功率 400W, 反应时间 20min, 得酞菁钴 ;
b、 在回流装置中加入步骤 a 制备的酞菁钴和过量浓硫酸, 于微波炉中进行辐照功 率 400W, 反应时间 20min, 磺化反应, 磺化反应后取出自然冷却 ;
c、 冷却后, 在剧烈搅拌的条件下倒入饱和氯化钠冰水中稀释, 加氯化钠至饱和, 析 出蓝紫色固体, 依次用无水乙醇和丙酮洗涤 2 次, 每次洗涤所用无水乙醇或丙酮的量均为 液面高出固体 1cm ;
d、 常温真空干燥 24 小时, 粉碎至 25 目, 即为磺化酞菁钴产品。
实施例 2
磺化酞菁钴脱硫催化剂制备方法, 包括以下顺序和步骤 :
a、 将 200g 苯酐、 200g 尿素、 20gCoCl2 和 20g 钼酸铵与 530g 航空煤油混合后, 置于 微波炉中进行缩合反应, 辐照功率 600W, 反应时间 50min, 得酞菁钴 ;
b、 在回流装置中加入步骤 a 制备的酞菁钴和过量浓硫酸, 于微波炉中进行辐照功 率 600W, 反应时间 50min, 磺化反应, 磺化反应后取出自然冷却 ;
c、 冷却后, 在剧烈搅拌的条件下倒入饱和氯化钠冰水中稀释, 加氯化钠至饱和, 析 出蓝紫色固体, 依次用无水乙醇和丙酮洗涤 3 次, 每次洗涤所用无水乙醇或丙酮的量均为 液面高出固体 1cm ;
d、 常温真空干燥 24 小时, 粉碎至 25 目, 即为磺化酞菁钴产品。
实施例 3
a、 将 150g 苯酐、 150g 尿素、 40gCoCl2 和 10g 钼酸铵与 650g 航空煤油混合后, 置于 微波炉中进行缩合反应, 辐照功率 500W, 反应时间 30min, 得酞菁钴 ;
b、 在回流装置中加入步骤 a 制备的酞菁钴和过量浓硫酸, 于微波炉中进行辐照功 率 500W, 反应时间 30min, 磺化反应, 磺化反应后取出自然冷却 ;
c、 冷却后, 在剧烈搅拌的条件下倒入饱和氯化钠冰水中稀释, 加氯化钠至饱和, 析 出蓝紫色固体, 依次用无水乙醇和丙酮洗涤 2 次, 每次洗涤所用无水乙醇或丙酮的量均为 液面高出固体 1cm ;
d、 常温真空干燥 24 小时, 粉碎至 25 目, 即为磺化酞菁钴产品。
实施例 4
a、 将 180g 苯酐、 170g 尿素、 30gCoCl2 和 20g 钼酸铵与 600g 航空煤油混合后, 置于 微波炉中进行缩合反应, 辐照功率 450W, 反应时间 40min, 得酞菁钴 ;
b、 在回流装置中加入步骤 a 制备的酞菁钴和过量浓硫酸, 于微波炉中进行辐照功 率 450W, 反应时间 40min, 磺化反应, 磺化反应后取出自然冷却 ;
c、 冷却后, 在剧烈搅拌的条件下倒入饱和氯化钠冰水中稀释, 加氯化钠至饱和, 析 出蓝紫色固体, 依次用无水乙醇和丙酮洗涤 3 次, 每次洗涤所用无水乙醇或丙酮的量均为 液面高出固体 1cm ;
d、 常温真空干燥 24 小时, 粉碎至 25 目, 即为磺化酞菁钴产品。5