CN116116402A - 一种催化剂，其制备方法以及采用其催化甲醇和丙烯酸甲酯制备3-甲氧基丙酸甲酯的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种催化剂，其制备方法以及采用其催化甲醇和丙烯酸甲酯制备3‑甲氧基丙酸甲酯的方法。所述催化剂包括作为活性组分、碱源和载体，其中，所述活性组分包括Mg、Zn、Fe、Mn、Ce、Al、Ni和Cu中的至少一种，所述碱源包括氨、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸钾和磷酸钠中的至少一种，以及所述载体包括分子筛、活性炭、γ‑氧化铝、二氧化硅和二氧化钛中的至少一种。所述催化剂反应完成后便于分离，且可以循环使用。所述催化剂的制备方法操作简便，制得的催化剂活性高。所述制备3‑甲氧基丙酸甲酯的方法反应条件温和，无需酸中和，副反应少，无三废，转化率高。
Description
技术领域：
本申请涉及化学合成领域，具体地，涉及一种催化剂，其制备方法以及采用其催化甲醇和丙烯酸甲酯制备3-甲氧基丙酸甲酯的方法。
背景技术：
3-甲氧基丙酸甲酯(methyl-3-methoxypropionate，简称MMP)是一种重要的醚酯类环保型溶剂和有机合成中间体，广泛用于电子化学品、清洗剂、涂料、有机合成及医药等领域。MMP因强溶解力、强极性、强亲水性等特点，可用于光刻胶和显示屏的生产过程，用作光电行业的光阻去除剂、剥离剂等。醚酯基、线性结构以及分子中的丙酰基使MMP具有其他溶剂不具备的特性，溶解能力远优于环己酮、异佛尔酮、二乙二醇二甲醚等，对宽范围的涂料聚合物具有良好的溶解性，并且溶液粘度低、涂膜溶剂释放性好，具有良好的流动和均涂性质。MMP作为中间体，经还原-水解反应可制得聚酯材料单体1,3-丙二醇，是一条区别于丙烯醛水合、环氧乙烷羰基化、甘油氢解等的新型技术路线。
当前，合成MMP最常用的路线是以无水甲醇和丙烯酸甲酯为原料，经醚化加成制得，使用的催化剂包括甲醇钠、有机胺、强碱型阴离子交换树脂、碱性含氮杂环化合物等，其中甲醇钠在生产中应用广泛，MMP的反应收率较高。但在催化剂和生产过程方面也存在一些不足，甲醇钠催化剂的用量较大(1-2wt％)，且无法重复使用，反应完毕后需加酸中和淬灭反应，再用碱水碱洗。酸碱处理腐蚀反应器和管路，产生大量含盐废水，增加了分离步骤。此外，中和过程明显放热，增加了副反应，影响产品纯度，难以进一步提纯为电子级产品。丙烯酸甲酯容易聚合，制备过程需精确控制缓慢加入，耗时长且不能连续。中和后的反应液中仍含有未反应的丙烯酸甲酯，在产品精制时丙烯酸甲酯易发生聚合，堵塞精馏塔，影响产品纯度。
综上所述，尽管3-甲氧基丙酸甲酯的应用极其广泛，但是目前的生产方法具有较大的限制性。基于对当前发展状况的分析，催化剂的改进有助于实现3-甲氧基丙酸甲酯更为清洁高效的生产。
因此，针对上述现有技术存在的问题，需要开发更为环保且节约成本的合成3-甲氧基丙酸甲酯的技术。
发明内容：
针对上述现有技术存在的不足，本申请的一个目的在于提供一种催化剂，其能够催化甲醇与丙烯酸甲酯一锅法制备3-甲氧基丙酸甲酯，在反应完成后便于分离，且可以循环使用。
本申请的另一个目的在于提供一种上述催化剂的制备方法，所述制备方法操作简便，制得的催化剂活性高。
本申请的再一个目的在于提供一种采用上述催化剂催化甲醇和丙烯酸甲酯制备3-甲氧基丙酸甲酯的方法，所述方法的反应条件温和，无需酸中和，副反应少，无三废，转化率高。
为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种催化剂，其包括作为活性组分、碱源和载体，其中，所述活性组分包括Mg、Zn、Fe、Mn、Ce、Al、Ni和Cu中的至少一种，所述碱源包括氨、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸钾和磷酸钠中的至少一种，以及所述载体包括分子筛、活性炭、γ-氧化铝、二氧化硅和二氧化钛中的至少一种。
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述催化剂中，所述活性组分的负载量为1％～10％。
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述催化剂中，所述碱源的重量百分比为1％～50％。
第二方面，本申请提供了上述催化剂的第一制备方法，包括：
将活性组分前体与碱源分散于水中得到pH＝8～12，活性组分前体质量浓度为0.05％～5％的第一水溶液，将所述载体与所述第一溶液混合并充分搅拌，过滤，干燥，之后在300℃～800℃下焙烧3h～10h，其中，所述活性组分前体为所述活性组分的盐、氧化物和氢氧化物中的至少一种。
进一步地，所述搅拌的温度为25℃～90℃，以及时间为8h～24h。
进一步地，所述干燥的温度为60℃～150℃，以及时间为15h～48h。
第二方面，本申请提供了上述催化剂的第二制备方法，包括：
将活性组分前体与碱源分散于水中得到pH＝8～12，活性组分前体质量浓度为0.05％～5％的第二水溶液，将所述载体与所述第二溶液混合并充分搅拌，之后在60℃～250℃下水热反应6h～8h，之后过滤，干燥，在300℃～800℃下焙烧3h～10h，其中，所述活性组分前体为所述活性组分的盐、氧化物和氢氧化物中的至少一种。
进一步地，所述搅拌的温度为25℃～90℃，以及时间为8h～24h。
进一步地，所述干燥的温度为60℃～150℃，以及时间为15h～48h。
第三方面，本申请提供了一种采用上述催化剂催化甲醇和丙烯酸甲酯制备3-甲氧基丙酸甲酯的方法，所述方法包括如下步骤：
将甲醇、丙烯酸甲酯和催化剂混合，在1MPa～8MPa的压力和50℃～300℃的温度下反应2～10小时，得到3-甲氧基丙酸甲酯。
结合第三方面，在一种可行的实施方式中，反应压力优选为1MPa～5MPa。
结合第三方面，在一种可行的实施方式中，反应温度优选为150℃～250℃。
结合第三方面，在一种可行的实施方式中，反应时间优选为4～8小时。
结合第三方面，在一种可行的实施方式中，甲醇和丙烯酸甲酯的摩尔比可以为10:1～1:10。
结合第三方面，在一种可行的实施方式中，催化剂的用量是丙烯酸甲酯的质量的2％～20％。
根据本申请提供的技术方案，相比于现有技术至少包括以下有益效果：
根据本申请的催化剂能够催化甲醇与丙烯酸甲酯一锅法制备3-甲氧基丙酸甲酯，在反应完成后便于分离，无须破坏，大大的解决产物分离提纯问题，且可以长期循环使用。
根据本申请的上述催化剂的制备方法操作简便，制得的催化剂活性高。
根据本申请的采用上述催化剂催化甲醇和丙烯酸甲酯制备3-甲氧基丙酸甲酯的方法的产物选择性高、转化率高、纯度高(纯度可达99.8％以上)。此外，所述方法反应条件温和、对生产设备要求温和、产物无需酸中和、副反应少、无三废生成、反应路线更加绿色，从而使得3-甲氧基丙酸甲酯的生产能力得到显著提高。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本申请，以下将结合实施例详细地描述本申请。在进行描述之前，应当理解的是，在本说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应解释为限制于一般含义和字典含义，而应当在允许发明人适当定义术语以进行最佳解释的原则的基础上，根据与本申请的技术方面相应的含义和概念进行解释。因此，这里提出的描述仅仅是出于举例说明目的优选实例，并非意图限制本申请的范围，从而应当理解的是，在不偏离本申请的精神和范围的情况下，可以由其获得其他等价方式或改进方式，而本申请要求保护的范围应以权利要求限定的范围为准。除非特别说明，以下实施例中使用的试剂和仪器均为市售可得产品。
本申请中，本发明人开发了一种催化剂，并采用该催化剂以甲醇、丙烯酸甲酯直接一锅法制备了3-甲氧基丙酸甲酯。本申请中甲醇、丙烯酸甲酯在催化剂存在下，可以通过在催化剂上连续进行缩醛反应和甲氧基化反应制备3-甲氧基丙酸甲酯，反应过程中产物简单，选择性高，反应溶液无需中和，大大的解决产物分离提纯问题，使得3-甲氧基丙酸甲酯的生产能力显著提高。
第一方面，本申请提供了一种催化剂，其包括作为活性组分、碱源和载体，其中，所述活性组分包括Mg、Zn、Fe、Mn、Ce、Al、Ni和Cu中的至少一种，所述碱源包括氨、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸钾和磷酸钠中的至少一种，以及所述载体包括分子筛、活性炭、γ-氧化铝、二氧化硅和二氧化钛中的至少一种。
在本申请中，所述催化剂能够催化甲醇与丙烯酸甲酯一锅法制备3-甲氧基丙酸甲酯，在反应完成后便于分离，无须破坏，大大的解决产物分离提纯问题，且可以长期循环使用。
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述催化剂中，所述活性组分的负载量为1％～10％，例如，可以为1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％，或者为所述范围内的任意数值。在此负载量下，能够使得催化剂充分发挥相应的催化效力，有效促进3-甲氧基丙酸甲酯的合成。
结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述催化剂中，所述碱源的重量百分比为1％～50％，例如，可以为1％、2％、3％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％，或者为所述范围内的任意数值。在此碱源含量下，能够有效促进反应中的缩醛和甲氧基化过程，有利于产物的生成。
第二方面，本申请提供了上述催化剂的第一制备方法，包括：
将活性组分前体与碱源分散于水中得到pH＝8～12，活性组分前体质量浓度为0.05％～5％的第一水溶液，将所述载体与所述第一溶液混合并充分搅拌，过滤，干燥，之后在300℃～800℃下焙烧3h～10h，其中，所述活性组分前体为所述活性组分的盐、氧化物和氢氧化物中的至少一种。
具体地，所述第一水溶液中，所述pH可以为8～12，例如，8、9、10、11、或12，或者为所述范围内的任意数值；以及所述活性组分前体质量浓度可以为0.05％～5％，例如，可以为0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.5％、0.7％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％，或者为所述范围内的任意数值；所述焙烧的温度可以为300℃～800℃，例如，可以为300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃或800℃，或者为所述范围内的任意数值；以及所述焙烧的时间可以为3h～10h，，例如，可以为3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h、9h、9.5h或10h，或者为所述范围内的任意数值。在所述pH、活性组分浓度、焙烧温度和时间范围内，能够获得活性优异的催化剂。
进一步地，所述搅拌的温度为25℃～90℃(例如，可以为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃，或者为所述范围内的任意数值)，以及时间为8h～24h(例如，可以为8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h或24h，或者为所述范围内的任意数值)。在此温度和时间范围内，能够实现充分地搅拌。
进一步地，所述干燥的温度为60℃～150℃(例如，可以为60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、
140℃、145℃或150℃，或者为所述范围内的任意数值)，以及时间为15h～48h(例如，可以为15h、16h、18h、20h、22h、24h、26h、28h、30h、32h、34h、36h、38h、40h、42h、44h、46h或48h，或者为所述范围内的任意数值)。在此温度和时间范围内，能够有效地干燥所述催化剂。
第二方面，本申请提供了上述催化剂的第二制备方法，包括：
将活性组分前体与碱源分散于水中得到pH＝8～12，活性组分前体质量浓度为0.05％～5％的第二水溶液，将所述载体与所述第二溶液混合并充分搅拌，之后在60℃～250℃下水热反应6h～8h，之后过滤，干燥，在300℃～800℃下焙烧3h～10h，其中，所述活性组分前体为所述活性组分的盐、氧化物和氢氧化物中的至少一种。
具体地，所述第二水溶液中，所述pH可以为8～12，例如，8、9、10、11、或12，或者为所述范围内的任意数值；以及所述活性组分前体质量浓度可以为0.05％～5％，例如，可以为0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.5％、0.7％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％，或者为所述范围内的任意数值；所述水热反应的温度可以为60℃～250℃，例如，可以为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃或250℃，或者为所述范围内的任意数值；所述焙烧的温度可以为300℃～800℃，例如，可以为300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃或800℃，或者为所述范围内的任意数值；以及所述焙烧的时间可以为3h～10h，，例如，可以为3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h、9h、9.5h或10h，或者为所述范围内的任意数值。在所述pH、活性组分浓度、水热反应温度、焙烧温度和时间范围内，能够获得活性优异的催化剂。
进一步地，所述搅拌的温度为25℃～90℃(例如，可以为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃，或者为所述范围内的任意数值)，以及时间为8h～24h(例如，可以为8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h或24h，或者为所述范围内的任意数值)。在此温度和时间范围内，能够实现充分地搅拌。
进一步地，所述干燥的温度为60℃～150℃(例如，可以为60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃或150℃，或者为所述范围内的任意数值)，以及时间为15h～48h(例如，可以为15h、16h、18h、20h、22h、24h、26h、28h、30h、32h、34h、36h、38h、40h、42h、44h、46h或48h，或者为所述范围内的任意数值)。
在此温度和时间范围内，能够有效地干燥所述催化剂。
第三方面，本申请提供了一种采用上述催化剂催化甲醇和丙烯酸甲酯制备3-甲氧基丙酸甲酯的方法，所述方法包括如下步骤：
将甲醇、丙烯酸甲酯和催化剂混合，在1MPa～8MPa的压力和50℃～300℃的温度下反应2～10小时，得到3-甲氧基丙酸甲酯。
根据本申请的采用上述催化剂催化甲醇和丙烯酸甲酯制备3-甲氧基丙酸甲酯的方法反应条件条件温和，无需酸中和，副反应少，无三废，转化率高。
结合第三方面，在一种可行的实施方式中，反应压力为1MPa～8MPa(例如，可以为1MPa、1.5MPa、2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa或8MPa，或者为所述范围内的任意数值)，并且优选为1MPa～3MPa。
结合第三方面，在一种可行的实施方式中，反应温度为50℃～300℃(例如，可以为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或300℃，或者为所述范围内的任意数值)，并且优选为150℃～250℃。
结合第三方面，在一种可行的实施方式中，反应时间为2～10小时(例如，可以为2小时、2.5小时、3小时、3.5小时、4小时、4.5小时、5小时、5.5小时、6小时、6.5小时、7小时、7.5小时、8小时、8.5小时、9小时、9.5小时或10小时，或者为所述范围内的任意数值)，并且优选为4～8小时。
在上述反应压力、温度和时间范围内，能够有效促进3-甲氧基丙酸甲酯的合成。
结合第三方面，在一种可行的实施方式中，甲醇和丙烯酸甲酯的摩尔比可以为10:1～1:10，例如，可以为10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10，或者为所述范围内的任意范围值。在此摩尔比范围内，能够使甲醇和丙烯酸甲酯二者充分反应，有效得到3-甲氧基丙酸甲酯。
结合第三方面，在一种可行的实施方式中，催化剂的用量是丙烯酸甲酯的质量的2％～20％，例如，可以为2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％，或者为所述范围内的任意数值。在此用量范围内，所述催化剂能够充分发挥其催化效力，促进甲醇与丙烯酸甲酯反应得到3-甲氧基丙酸甲酯。
根据本申请的催化剂能够催化甲醇与丙烯酸甲酯一锅法制备3-甲氧基丙酸甲酯，在反应完成后便于分离，无须破坏，大大的解决产物分离提纯问题，且可以长期循环使用。根据本申请的上述催化剂的制备方法操作简便，制得的催化剂活性高。根据本申请的采用上述催化剂催化甲醇和丙烯酸甲酯制备3-甲氧基丙酸甲酯的方法的产物选择性高、转化率高、纯度高(纯度可达99.8％以上)。此外，所述方法反应条件温和、对生产设备要求温和、产物无需酸中和、副反应少、无三废生成、反应路线更加绿色，从而使得3-甲氧基丙酸甲酯的生产能力得到显著提高。
实施例
在本申请中，采用以下方式来定量测定产物：
反应完成后取样分析，过0.22μm滤膜，用气相色谱(GC)进行分析检测。通过气质联用(GC-MS)和标准物GC保留时间对照对低沸点产物进行定性分析。用岛津-GC2010plus气相色谱对产物进行定量测定，通过与标准物保留时间和峰面积大小比对进行定量分析。
液体产物的收率以(目标产物的摩尔量)/(丙烯酸甲酯摩尔量)×100％进行计算，相关计算公式如下：
丙烯酸甲酯的转化率(％)＝((n反应前丙烯酸甲酯-n反应后丙烯酸甲酯)/n反应前丙烯酸甲酯)×100％
3-甲氧基丙酸甲酯的收率(％)＝(n3-甲氧基丙酸甲酯/n反应前丙烯酸甲酯)×100％
3-甲氧基丙酸甲酯的选择性(％)＝3-甲氧基丙酸甲酯收率/丙烯酸甲酯的转化率
×100％
其中，n3-甲氧基丙酸甲酯为3-甲氧基丙酸甲酯的摩尔量，n反应前丙烯酸甲酯为反应前丙烯酸甲酯的摩尔量，n反应后丙烯酸甲酯为反应后丙烯酸甲酯的摩尔量。
其中，气相色谱(GC)检测条件：仪器：岛津GC2010Plus，色谱柱：Intercap-FFAP，30m×0.25mm×0.25um，汽化室温度250℃，FID温度300℃，柱温箱升温程序：60℃保持1min，然后以15℃/min速度升温至230℃保持10min。
除特殊说明外，所用方法和设备均为本领域常规方法和设备。
实施例1
将0.01g氢氧化钠溶入250mL去离子水中，然后加入5g氧化镁，不断搅拌30min后，加入2g SiO2继续搅拌3h，再加入3g活性炭并搅拌3h后，将溶液在150℃下水热处理。之后，取出催化剂，用去离子水洗涤数遍后在105℃烘箱中干燥10h。之后，将干燥后的催化剂置于管式炉中在100mL/min空气气氛下以3℃/min升温至200℃，保温2h，再以5℃/min升温至550℃保温5h，以制得催化剂。
将甲醇、丙烯酸甲酯(摩尔比9:1)和上述催化剂(丙烯酸甲酯质量的10％)加入到反应釜中，密封，通入氮气置换数次后升压至2MPa，3℃/min升温至200℃，在此压力下保温5h以完成反应。之后将反应釜降至室温，开釜，将反应液取出过滤，取样分析。丙烯酸甲酯转化率80.6％，3-甲氧基丙酸甲酯选择性98.5％。
实施例2
除了在加入氧化镁并搅拌30min之后再加入3.29g硝酸铈并搅拌1h之外，以与实施例1相同的催化剂制备方法制得了催化剂。之后采用与实施例1相同的3-甲氧基丙酸甲酯合成条件进行反应，结果为：丙烯酸甲酯的转化率为81.7％，3-甲氧基丙酸甲酯的选择性为98.4％。
实施例3
除了在加入氧化镁并搅拌30min之后再加入2.45g六水合·硝酸锌并搅拌1h之外，以与实施例1相同的催化剂制备方法制得了催化剂。之后采用与实施例1相同的3-甲氧基丙酸甲酯合成条件进行反应，结果为：丙烯酸甲酯的转化率为88.9％，3-甲氧基丙酸甲酯的选择性为88.3％。
实施例4
除了将氧化镁替换为17.00g三硅酸镁之外，以与实施例1相同的催化剂制备方法制得了催化剂。之后采用与实施例1相同的3-甲氧基丙酸甲酯合成条件进行反应，结果为：丙烯酸甲酯的转化率为85.2％，3-甲氧基丙酸甲酯的选择性为93.7％。
实施例5
除了将氧化镁替换为20.00g六水合·硝酸镁之外，以与实施例1相同的催化剂制备方法制得了催化剂。之后采用与实施例1相同的3-甲氧基丙酸甲酯合成条件进行反应，结果为：丙烯酸甲酯的转化率为77.1％，3-甲氧基丙酸甲酯的选择性为98.8％。
实施例6
除了将活性炭替换为ZSM-5之外，以与实施例1相同的催化剂制备方法制得了催化剂。之后采用与实施例1相同的3-甲氧基丙酸甲酯合成条件进行反应，结果为：丙烯酸甲酯的转化率为83.1％，3-甲氧基丙酸甲酯的选择性为98.1％。
实施例7
除了将活性炭替换为γ-氧化铝之外，以与实施例1相同的催化剂制备方法制得了催化剂。之后采用与实施例1相同的3-甲氧基丙酸甲酯合成条件进行反应，结果为：丙烯酸甲酯的转化率为76.1％，3-甲氧基丙酸甲酯的选择性为98.7％。
实施例8
除了将氢氧化钠替换为10mL氨水之外，以与实施例1相同的催化剂制备方法制得了催化剂。之后采用与实施例1相同的3-甲氧基丙酸甲酯合成条件进行反应，结果为：丙烯酸甲酯的转化率为75.1％，3-甲氧基丙酸甲酯的选择性为95.4％。
实施例9
除了将3-甲氧基丙酸甲酯合成条件改为：甲醇与丙烯酸甲酯摩尔比5:1，以及反应温度150℃之外，以与实施例1相同的3-甲氧基丙酸甲酯合成条件进行反应，结果为：丙烯酸甲酯的转化率为63.4％，3-甲氧基丙酸甲酯的选择性为98.5％。
实施例10
除了将3-甲氧基丙酸甲酯合成条件改为：反应温度250℃之外，以与实施例1相同的3-甲氧基丙酸甲酯合成条件进行反应，结果为：丙烯酸甲酯的转化率为93.4％，3-甲氧基丙酸甲酯的选择性为98.5％。
本申请的上述具体实施例仅仅是用于对本申请进行解释的实施例而已，而并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要做出没有创造性贡献的修改，然而，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种催化剂，其特征在于，包括作为活性组分、碱源和载体，其中，所述活性组分包括Mg、Zn、Fe、Mn、Ce、Al、Ni和Cu中的至少一种，所述碱源包括氨、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸钾和磷酸钠中的至少一种，以及所述载体包括分子筛、活性炭、γ-氧化铝、二氧化硅和二氧化钛中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中，所述活性组分的负载量为1％～10％。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中，所述碱源的重量百分比为1％～50％。
4.根据权利要求1至3任一项所述的催化剂的第一制备方法，其特征在于，包括：
将活性组分前体与碱源分散于水中得到pH＝8～12，活性组分前体质量浓度为0.05％～5％的第一水溶液，将所述载体与所述第一溶液混合并充分搅拌，过滤，干燥，之后在300℃～800℃下焙烧3h～10h，其中，所述活性组分前体为所述活性组分的盐、氧化物和氢氧化物中的至少一种，
进一步地，所述搅拌的温度为25℃～90℃，以及时间为8h～24h；
进一步地，所述干燥的温度为60℃～150℃，以及时间为15h～48h。
5.根据权利要求1至3任一项所述的催化剂的第二制备方法，其特征在于，包括：
将活性组分前体与碱源分散于水中得到pH＝8～12，活性组分前体质量浓度为0.05％～5％的第二水溶液，将所述载体与所述第二溶液混合并充分搅拌，之后在60℃～250℃下水热反应6h～8h，之后过滤，干燥，在300℃～800℃下焙烧3h～10h，其中，所述活性组分前体为所述活性组分的盐、氧化物和氢氧化物中的至少一种，
进一步地，所述搅拌的温度为25℃～90℃，以及时间为8h～24h；
进一步地，所述干燥的温度为60℃～150℃，以及时间为15h～48h。
6.一种采用根据权利要求1至3任一项所述的催化剂或根据权利要求4或5所述的制备方法制得的催化剂催化甲醇和丙烯酸甲酯制备3-甲氧基丙酸甲酯的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
将甲醇、丙烯酸甲酯和催化剂混合，在1MPa～8MPa的压力和50℃～300℃的温度下反应2～10小时，得到3-甲氧基丙酸甲酯。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，反应压力为1MPa～3MPa，反应温度为150℃～250℃，以及反应时间为4～8小时。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，甲醇和丙烯酸甲酯的摩尔比为10:1～1:10。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述催化剂的用量是丙烯酸甲酯的质量的2％～20％。
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