專利名稱：乙醇鋁的合成方法
技術領域：
本發明涉及了一種有機合成乙醇鋁的制備方法。
背景技術：
乙醇鋁可用于有機合成反應如季申柯(Tishchenko)醛類縮合催化劑、納米氧化鋁粉體的制備等領域。傳統的乙醇鋁的合成方法是用無水乙醇與鋁粉，在碘、氯化汞及三氯化鋁催化劑存在下反應，合成出固態乙醇鋁。固態乙醇鋁在實際生產中存在著計量和輸送困難等問題。再有一種方法就是合成液態乙醇鋁。張俊華等在精細化工1998年，15(4)55-57頁中提出一種液態乙醇鋁的合成方法，其制備過程為將鋁粉、無水乙醇、乙酸乙酯以及適量的催化劑三氯化鋁、氯化汞和碘一起加入反應燒瓶中，緩緩加熱促使其反應，反應溫度在60～70℃，由于反應比較激烈，反應物將越變越稠，溫度將自發升到80～70℃，繼續反應3h，就得到乙醇鋁溶液。該方法的缺點是由于使用鋁粉、氯化汞和碘為原料，使生產成本較高；反應過程中由于原料一次加入，使得反應相當激烈，操作過程不易控制，存在安全隱患；另外氯化汞和碘的使用還會造成環境污染。
發明內容
本發明提出了一種乙醇鋁的合成方法，它解決了乙醇鋁的制造成本高，生產操作不易控制，存在安全生產隱患和環境污染問題。本發明的制備方法是以金屬鋁的廢棄物和乙醇為原料，金屬鋁的廢棄物可以是廢鋁屑、廢鋁箔屑和廢鋁合金屑，其中，廢鋁屑、廢鋁箔屑中鋁含量應大于95％，廢鋁合金屑的鋁含量應大于90％，乙醇可以采用工業無水乙醇或糧食發酵法生產的無水乙醇，金屬鋁與乙醇的摩爾比為1∶3～5，催化劑采用無水三氯化鋁，它與金屬鋁屑的摩爾比為1∶5～20，乙酸乙酯在反應體系中作為溶劑，用量占整個體系的50～90％。反應過程為先將鋁屑、三氯化鋁和乙酸乙酯加入反應釜中，加熱回流20～60分鐘，將配好的乙醇和乙酸乙酯混合液在2～8小時內慢慢滴加到反應釜內，滴加完成后再繼續反應2～10小時，冷卻至室溫，就得到乙醇鋁的乙酸乙酯溶液，乙醇鋁的質量分數為10～50％，轉化率98％以上(以鋁計，以下同)。反應方程式如下
本發明的特征在于使用廢鋁屑、廢鋁箔和廢鋁合金屑等工業廢棄物為原料，使得生產成本大大降低；原料乙醇用乙酸乙酯進行稀釋，且采用滴加的方式，使得反應進程比較平緩，有利于安全生產；不使用氯化汞和碘為催化劑，因此無環境污染問題。
具體實施例方式實施例1在裝有攪拌、溫度計和回流冷凝器的500ml四口燒瓶中，分別加入廢鋁箔屑(鋁含量99％)10g，無水三氯化鋁5g，乙酸乙酯100ml，在攪拌下加熱至沸騰狀態，回流30分鐘，然后在4小時內慢慢滴加含有70ml乙醇和100ml乙酸乙酯的混合液，滴加完畢后，繼續反應6小時，這時基本上無氫氣排除，結束反應，得到均相乙醇鋁溶液，乙醇鋁質量分數為23.7％，轉化率為99.3％。
實施例2廢鋁錠屑(鋁含量99％)10g，無水氯化鋁5.6g，乙酸乙酯80ml加入四口燒瓶中，其它條件同例1，乙醇鋁質量分數25.6％，轉化率99.1％。
實施例3廢鋁箔(鋁含量99％)7.0g，廢鋁合金屑(鋁含量90％)3.3g，無水氯化鋁5.0g，乙酸乙酯90ml，其它條件同例1，乙醇鋁質量分數24.4％，轉化率98.5％。
本發明是以廢鋁屑或廢鋁箔和乙醇為原料，生產成本較低；乙醇用乙酸乙酯進行稀釋，且采用滴加方式，反應進程平緩，有利于安全生產；又不使用氯化汞和碘做催化劑，對環境無污染。所生成的乙醇鋁可用作醛類縮合催化劑或納米氧化鋁粉的制備等有機合成領域。
權利要求
1.一種乙醇鋁的合成方法，其特征在于以廢鋁屑、無水乙醇為原料，以無水三氯化鋁為催化劑，以乙酸乙酯為溶劑，鋁與乙醇的摩爾比為1∶3～5，無水三氯化鋁與金屬鋁屑的摩爾比為1∶5～20，將鋁屑和三氯化鋁以及一定量的乙酸乙酯先加入反應釜中，加熱回流20～60分鐘，將配好的乙醇和乙酸乙酯混合液在2～8小時內慢慢滴加到反應釜內，滴加完成后再繼續反應2～10小時，冷卻至室溫，就得到乙醇鋁的乙酸乙酯溶液。
2.根據權利要求1所述乙醇鋁的合成方法，其特征在于所述金屬鋁的廢棄物可以是廢鋁屑、廢鋁箔屑和廢鋁合金屑，其中，廢鋁屑、廢鋁箔屑的鋁含量應大于95％，廢鋁合金屑的鋁含量應大于90％。
3.根據權利要求1所述乙醇鋁的合成方法，其特征在于所述乙醇可以采用工業無水乙醇或糧食發酵法生產的無水乙醇。
4.根據權利要求1所述乙醇鋁的合成方法，其特征在于所述乙酸乙酯在反應體系中的用量占整個體系的50～90％。
全文摘要
本發明是一種乙醇鋁的合成方法，其是以廢鋁屑代替鋁粉，采用無水三氯化鋁為單一催化劑，乙酸乙酯為溶劑，和無水乙醇反應，其反應過程為先將鋁屑、三氯化鋁和乙酸乙酯加入反應釜中，加熱回流20－60分鐘，將配好的乙醇和乙酸乙酯混合液在2－8小時內慢慢滴加到反應釜中，繼續反應2－10小時，冷卻至室溫，就生成均相乙醇鋁溶液，其反應轉化率高，對環境無污染，便于輸送、計量，有利于安全生產，所生成的乙醇鋁可用作醛類縮合催化劑或納米氧化鋁粉體的制備等有機合成領域。
文檔編號B01J21/00GK1483511SQ03132470
公開日2004年3月24日 申請日期2003年6月30日 優先權日2003年6月30日
發明者王軍, 劉文斌, 王 軍 申請人:哈爾濱工程大學