本發(fā)明屬于有機化學，具體涉及一種順式-1,3,3,3-四氟丙烯的制備方法。
背景技術：
1、隨著對全球變暖的擔憂日益增加，以及相關的可能的不良氣候影響，導致發(fā)達國家越來越多地同意減少溫室氣體的排放。考慮到大多數(shù)氫氟碳化合物(hfc)相對較高的全球變暖潛能(gwp)，不同國家正在采取多項行動來減少這些流體的使用。例如，歐盟最近的f-gas法規(guī)指定了從2020年開始幾乎所有空調(diào)和制冷機中用作工作流體的制冷劑的強制gwp值?，F(xiàn)今使用的一些gwp值超過150的制冷工質(zhì)將被逐漸取代。
2、第四代hfo系列制冷工質(zhì)，如順式-1,3,3,3-四氟丙烯(cis-hfo-1234ze，cf3?ch＝chf)具有分子內(nèi)的碳-碳之間的雙鍵結構，因其和羥基自由基的反應性較高，故全球變暖潛能(gwp)極小，對環(huán)境造成的負擔較小，而且具有難燃型、無毒性。順式-1,3,3,3-四氟丙烯的odp值為0，gwp100值＜1，大氣壽命只有9天，被認為是最有潛力的替代工質(zhì)之一，在制冷循環(huán)、熱泵以及有機朗肯循環(huán)(orc)中應用前景較好。
3、現(xiàn)有技術中很少制備順式hfo-1234ze，然而順式hfo-1234ze與反式hfo-1234ze的物理和化學性質(zhì)并不相同，順式hfo-1234ze的沸點為9℃，反式hfo-1234ze的沸點為-19℃，在一些應用中，順式hfo-1234ze具有更優(yōu)異的使用效果。
4、現(xiàn)有技術中通過異構化反應制備反式hfo-1234ze時，通常采用金屬氟化物作為異構化催化劑。然而，金屬氟化物用作反式hfo-1234ze異構化生成順式hfo-1234ze反應的催化劑，會產(chǎn)生較多的副產(chǎn)物，并嚴重積碳。
技術實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種順式-1,3,3,3-四氟丙烯的制備方法。
2、本發(fā)明的技術方案是：
3、一種順式-1,3,3,3-四氟丙烯的制備方法，包括如下步驟：以反式-1,3,3,3-四氟丙烯為原料，在光源和二氧化硅負載磷鉬雜多酸催化劑的作用下，促進反式-1,3,3,3-四氟丙烯發(fā)生光化學反應，得到順式-1,3,3,3-四氟丙烯；
4、所述二氧化硅負載磷鉬雜多酸催化劑的制備方法如下：
5、s1、將鉬酸銨、磷酸氫二鈉和去離子水攪拌加熱，滴加鹽酸溶液至晶體析出完全，過濾分離，然后用水重結晶，接著干燥，得磷鉬雜多酸；
6、s2、將硅源、去離子水、無水乙醇和步驟s1所得的磷鉬雜多酸混合，在35-45℃下回流，然后升溫至75-85℃下繼續(xù)攪拌回流，接著進行真空干燥，最后進行高溫焙燒，冷卻后即得二氧化硅負載的磷鉬雜多酸催化劑。
7、優(yōu)選地，所述步驟s1中鉬酸銨、磷酸氫二鈉和去離子水的質(zhì)量比為1:0.1-0.5:2-3；
8、進一步優(yōu)選地，所述的鉬酸銨、磷酸氫二鈉和去離子水的質(zhì)量比為1:0.2-0.3:2-3；
9、特別優(yōu)選地，所述的鉬酸銨、磷酸氫二鈉和去離子水的質(zhì)量比為1:0.2-0.25:2-2.5。
10、優(yōu)選地，所述步驟s1中的加熱溫度為75-85℃，所述鹽酸溶液的濃度為36-38%。
11、優(yōu)選地，所述步驟s1中干燥溫度為70-80℃，干燥時間為10-15?h。
12、優(yōu)選地，所述步驟s2中的硅源為正硅酸乙酯、水玻璃和硅溶膠中的一種；
13、進一步優(yōu)選地，所述硅源為正硅酸乙酯和硅溶膠中的一種；
14、特別優(yōu)選地，所述硅源為正硅酸乙酯。
15、優(yōu)選地，所述步驟s2中的硅源、去離子水、無水乙醇和磷鉬雜多酸的質(zhì)量比為：1:1-2:0.5-2.3:0.05-0.2；
16、進一步優(yōu)選地，所述的硅源、去離子水、無水乙醇和磷鉬雜多酸的質(zhì)量比為：1:1-1.8:0.5-2:0.05-0.15；
17、特別優(yōu)選地，所述硅源、去離子水、無水乙醇和磷鉬雜多酸的質(zhì)量比為：1:1-1.5:0.5-1.5:0.05-0.1。
18、優(yōu)選地，所述步驟s2中，在35-45℃下回流1-1.5?h，在75-85℃下回流1-2?h。
19、優(yōu)選地，所述步驟s2中，真空干燥的溫度為50-60℃，干燥時間為20-30?h，高溫焙燒的溫度為280-330℃，焙燒時間為2-4?h。
20、優(yōu)選地，所述反式-1,3,3,3-四氟丙烯發(fā)生光化學反應，得到順式-1,3,3,3-四氟丙烯的具體步驟如下：
21、在固定床反應器中，內(nèi)置光源，通入反式-1,3,3,3-四氟丙烯，在二氧化硅負載磷鉬雜多酸催化劑的催化作用下，使反式-1,3,3,3-四氟丙烯生成順式-1,3,3,3-四氟丙烯。
22、優(yōu)選地，所述光化學反應過程中，反應溫度為40-80℃，反應空速為20-100?h-1；
23、進一步優(yōu)選地，反應溫度為40-60℃，反應空速為30-80?h-1；
24、特別優(yōu)選地，反應溫度為40-55℃，反應空速為40-70?h-1；
25、優(yōu)選地，所述光化學反應過程中的光源為氙燈光源、紫外線燈光源和高壓汞燈光源中的一種；
26、進一步優(yōu)選地，所述光源為紫外線燈光源和高壓汞燈光源中的一種；
27、特別優(yōu)選地，所述光源為紫外線燈光源。
28、本發(fā)明提供的一種順式-1,3,3,3-四氟丙烯的制備方法，采用了氣固相反應方式進行連續(xù)化生產(chǎn)，以反式-1,3,3,3-四氟丙烯為原料，在特定光源和二氧化硅負載磷鉬雜多酸催化劑的作用下，促進反式-1,3,3,3-四氟丙烯發(fā)生光化學反應，得到順式-1,3,3,3-四氟丙烯。
29、本發(fā)明提供的提供的二氧化硅負載磷鉬雜多酸催化劑，將磷鉬雜多酸負載到二氧化硅的載體上面，二者可以通過sioh2+基團與磷鉬雜多酸外部的氧原子之間的相互作用將雜多酸固定在硅源上，形成相對穩(wěn)定的多相催化劑。將磷鉬雜多酸固定在二氧化硅上后，二氧化硅上的羥基與磷鉬雜多酸的氧原子之間的氫鍵相互作用，有利于減少質(zhì)子位點的失活，從而提高催化劑的穩(wěn)定性和活性，提高催化劑的使用壽命。
30、同時，采用本發(fā)明制得的磷鉬雜多酸催化劑進行光催化烯烴異構化反應，并且通過控制反應的光源、溫度以及反應空速等條件，可以使c=c雙鍵發(fā)生轉(zhuǎn)變，突破熱力學的限制，由熱力學穩(wěn)定的e型轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W不穩(wěn)定的z型，從而進反式-1,3,3,3-四氟丙烯發(fā)生光化學反應，得到順式-1,3,3,3-四氟丙烯。
31、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的順式-1,3,3,3-四氟丙烯的制備方法，具有以下優(yōu)勢：
32、本發(fā)明提供的順式-1,3,3,3-四氟丙烯的制備方法操作簡單，利用光反應可以突破熱力學的限制，使得反式-1,3,3,3-四氟丙烯的轉(zhuǎn)化率高，順式-1,3,3,3-四氟丙烯的選擇性和收率高，極大的降低了能耗。并且本發(fā)明制得的磷鉬雜多酸催化劑的使用壽命較長，能夠連續(xù)使用500?h以上，能夠有效減少催化劑再生頻率，有利于工藝上采用氣固相反應方式進行連續(xù)化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)過程的連續(xù)性和穩(wěn)定性以及生產(chǎn)效率，有效增加產(chǎn)量，降低成本。