技术领域：
本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种分子筛负载铍催化剂的制备方法及该催化剂的应用。
背景技术：
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负载型催化剂是指活性组分及助催化剂均匀分散并负载在专门选定的载体上的催化剂，分子筛负载型催化剂属于有机合成领域中一种常用的负载型催化剂，基于分子筛的结构特性，可以提供有效的表面和适宜的孔结构，使活性组分的烧结和聚集大大降低，增强活性组分的催化活性。
频哪醇，又称2,3-二甲基-2,3-丁二醇，是合成频哪酮、二甲基丁二烯等化合物的重要原料。早期频哪醇的化学合成方法存在反应条件苛刻、反应试剂毒性大、成本高的缺陷，迫使本领域技术人员开发频哪醇的绿色合成工艺。
目前光催化是一种绿色合成频哪醇的方法，在常温常压下进行，易操作，一般不会产生二次污染，但存在选择性差、转化率低的缺陷，因此难以利用光催化来实现频哪醇的工业化生产。本发明提供了一种分子筛负载铍催化剂的制备方法，并将该分子筛负载铍催化剂应用于频哪醇的合成，期望提高原料异丙醇的转化率和产物频哪醇的产率。
技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题在于提供一种分子筛负载铍催化剂的制备方法，以zsm-5分子筛作为载体，经浸渍法将氯化铍负载到zsm-5分子筛上，并经氢气还原得到分子筛负载铍催化剂。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种分子筛负载铍催化剂的制备方法，先将氯化铍溶于水中制成浸渍液，再向浸渍液中加入zsm-5分子筛，超声波处理，过滤，洗涤，干燥，然后通入氢气还原，得到分子筛负载铍催化剂。
所述氯化铍、zsm-5分子筛的质量比为1:1-5。
所述zsm-5分子筛选用微米级zsm-5分子筛。
所述超声波处理的超声频率为28khz或者40khz、超声功率为50-100w。
所述氢气的流速为20-100ml/min。
所述还原在温度150-200℃下进行。
为了进一步提高催化剂中铍的负载量，本发明还对zsm-5分子筛进行了改性处理，利用改性zsm-5分子筛制备分子筛负载铍催化剂。
本发明所要解决的技术问题还可以采用以下的技术方案来实现：
一种分子筛负载铍催化剂的制备方法，先将氯化铍溶于水中制成浸渍液，再向浸渍液中加入改性zsm-5分子筛，超声波处理，过滤，洗涤，干燥，然后通入氢气还原，得到分子筛负载铍催化剂；
所述改性zsm-5分子筛的制备方法为：向水中加入聚乙烯醇，并加热至回流状态搅拌制成水凝胶，再向水凝胶中加入zsm-5分子筛，搅拌得到混合物，将混合物转入高压釜中，加热至100-150℃后保温，通氮气置换出空气，继续通氮气，当压力达到3-8mpa后保压，处理结束后干燥，于700-800℃下焙烧，得到改性zsm-5分子筛。
所述氯化铍、改性zsm-5分子筛的质量比为1:1-5。
所述zsm-5分子筛选用微米级zsm-5分子筛。
所述超声波处理的超声频率为28khz或者40khz、超声功率为50-100w。
所述氢气的流速为20-100ml/min。
所述还原在温度150-200℃下进行。
所述聚乙烯醇、zsm-5分子筛的质量比为1:5-15。
聚乙烯醇加水形成水凝胶，水凝胶在高温高压条件下渗透到zsm-5分子筛的孔道中从而扩宽zsm-5分子筛的孔道尺寸，并经高温焙烧使水凝胶气化，从而得到改性zsm-5分子筛。该改性zsm-5分子筛相对于原本zsm-5分子筛来说，能够显著提高活性组分铍的负载量，从而增强所制催化剂的催化活性。
上述分子筛负载铍催化剂在由异丙醇合成频哪醇中的应用。
利用上述分子筛负载铍催化剂由异丙醇合成频哪醇的方法，向水中加入异丙醇和分子筛负载铍催化剂，搅拌下加热反应，反应结束后静置，过滤除去催化剂，滤液经蒸馏分离出水和未反应的异丙醇，得到频哪醇粗品，频哪醇粗品重结晶，得到频哪醇纯品。
所述分子筛负载铍催化剂的用量为异丙醇质量的0.25-5％。
利用催化剂的活性组分将异丙醇结构中羟基所连接的碳原子上的氢拔去，两分子异丙醇经偶联反应得到一分子频哪醇。
本发明的有益效果是：本发明以氯化铍作为前驱体，以zsm-5分子筛作为载体，经浸渍法将氯化铍负载到zsm-5分子筛上，并经氢气还原得到分子筛负载铍催化剂；将所制分子筛负载铍催化剂应用于由异丙醇合成频哪醇，具有反应条件温和、操作简便和绿色环保的特点，实现未反应原料异丙醇和反应溶剂水的回收，减少废水生成量，并且异丙醇的转化率达到90％以上，所得频哪醇纯品的纯度达到99％以上。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
zsm-5分子筛购自淄博齐创化工有限公司的微米级zsm-5分子筛。
实施例1
分子筛负载铍催化剂的制备：先将1g氯化铍溶于水中制成浸渍液，再向浸渍液中加入2.5gzsm-5分子筛，于超声频率40khz、超声功率100w下超声波处理1h，过滤，分别用30ml去离子水洗涤3次，于70℃烘箱中干燥8h，然后通入氢气在150℃下还原2h，氢气的流速为50ml/min，得到分子筛负载铍催化剂。经icp-aes测试，铍负载量为17.4％。
实施例2
实施例2与实施例1的区别之处仅在于将zsm-5分子筛替换为改性zsm-5分子筛。
改性zsm-5分子筛的制备：向5g水中加入1g聚乙烯醇，并加热至回流状态搅拌10min制成水凝胶，再向水凝胶中加入10gzsm-5分子筛，搅拌得到混合物，将混合物转入高压釜中，加热至120℃后保温，通氮气置换出空气，继续通氮气，当压力达到5mpa后保压15min，处理结束后于70℃烘箱中干燥8h，于800℃下焙烧2h，得到改性zsm-5分子筛。
分子筛负载铍催化剂的制备：先将1g氯化铍溶于水中制成浸渍液，再向浸渍液中加入2.5g上述所制改性zsm-5分子筛，于超声频率40khz、超声功率100w下超声波处理1h，过滤，分别用30ml去离子水洗涤3次，于70℃烘箱中干燥8h，然后通入氢气在150℃下还原2h，氢气的流速为50ml/min，得到分子筛负载铍催化剂。经icp-aes测试，铍负载量为25.3％。
实施例3
频哪醇的合成：向50g水中加入10g异丙醇和0.25g实施例1所制分子筛负载铍催化剂，搅拌下加热至60℃反应5h，反应结束后静置30min，过滤除去催化剂，滤液经蒸馏分离出水和未反应的异丙醇，得到频哪醇粗品，频哪醇粗品滴加乙醇至刚好溶解，20℃下重结晶12h，得到8.68g频哪醇纯品。
异丙醇的转化率为92.8％，频哪醇纯品的纯度为99.4％。
实施例4
实施例4与实施例3的区别之处仅在于将实施例1所制分子筛负载铍催化剂替换为实施例2所制分子筛负载铍催化剂。
频哪醇的合成：向50g水中加入10g异丙醇和0.25g实施例2所制分子筛负载铍催化剂，搅拌下加热至60℃反应5h，反应结束后静置30min，过滤除去催化剂，滤液经蒸馏分离出水和未反应的异丙醇，得到频哪醇粗品，频哪醇粗品滴加乙醇至刚好溶解，20℃下重结晶12h，得到9.26g频哪醇纯品。
异丙醇的转化率为95.2％，频哪醇纯品的纯度为99.5％。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1.一种分子筛负载铍催化剂的制备方法，其特征在于：先将氯化铍溶于水中制成浸渍液，再向浸渍液中加入zsm-5分子筛，超声波处理，过滤，洗涤，干燥，然后通入氢气还原，得到分子筛负载铍催化剂。
2.根据权利要求1所述的分子筛负载铍催化剂的制备方法，其特征在于：所述氯化铍、zsm-5分子筛的质量比为1:1-5。
3.一种分子筛负载铍催化剂的制备方法，其特征在于：先将氯化铍溶于水中制成浸渍液，再向浸渍液中加入改性zsm-5分子筛，超声波处理，过滤，洗涤，干燥，然后通入氢气还原，得到分子筛负载铍催化剂；
所述改性zsm-5分子筛的制备方法为：向水中加入聚乙烯醇，并加热至回流状态搅拌制成水凝胶，再向水凝胶中加入zsm-5分子筛，搅拌得到混合物，将混合物转入高压釜中，加热至100-150℃后保温，通氮气置换出空气，继续通氮气，当压力达到3-8mpa后保压，处理结束后干燥，于700-800℃下焙烧，得到改性zsm-5分子筛。
4.根据权利要求3所述的分子筛负载铍催化剂的制备方法，其特征在于：所述氯化铍、改性zsm-5分子筛的质量比为1:1-5。
5.根据权利要求1或3所述的分子筛负载铍催化剂的制备方法，其特征在于：所述zsm-5分子筛选用微米级zsm-5分子筛。
6.根据权利要求1或3所述的分子筛负载铍催化剂的制备方法，其特征在于：所述超声波处理的超声频率为28khz或者40khz、超声功率为50-100w。
7.根据权利要求1或3所述的分子筛负载铍催化剂的制备方法，其特征在于：所述氢气的流速为20-100ml/min。
8.根据权利要求1或3所述的分子筛负载铍催化剂的制备方法，其特征在于：所述还原在温度150-200℃下进行。
9.根据权利要求1或3所述的分子筛负载铍催化剂的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯醇、zsm-5分子筛的质量比为1:5-15。
10.权利要求1-4任一项所述的分子筛负载铍催化剂在由异丙醇合成频哪醇中的应用。
技术总结