[发明专利]用于环氧乙烷催化剂制备的高浓度银溶液

说明书

与相关申请的交叉引用

本公开内容要求于2013年12月19日申请的美国临时申请序列号61/918342的权益，其全部内容通过引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开内容涉及用于乙烯氧化转换成环氧乙烷的基于银的环氧乙烷催化剂，且尤其涉及它们的制备。更具体地，本公开内容涉及具有高银浓度的银浸渍溶液，以及它们在制备具有高活性和选择性的基于银的环氧乙烷催化剂中的用途。

背景技术

通常已知在环氧乙烷催化剂中高的银负载量导致增大的选择性，活性和稳定性。基于这些原因，通常期望高的银负载量。本领域中已知的一种增加催化剂中银负载量的方法是采用高吸水载体。然而，高吸水载体的采用通常导致催化剂的机械强度丧失。本领域中已知的另一种增加催化剂中银负载量的方法采用双浸渍方法。然而，双浸渍方法通常降低催化剂生产率，并且在掺入促进物质时使得所述方法变得复杂。

本领域的传统银浸渍溶液通常包含草酸银，或氧化银和草酸的组合物的乙二胺溶液(EDA)。在传统草酸配方中，在草酸中的草酸盐提供草酸盐阴离子(C₂O₄^2-)，以抵消银阳离子(Ag⁺)在所述EDA/水溶液中的电荷平衡，形成可溶的[Ag₂C₂O₄]-EDA络合物。为此，草酸通常被称为“阴离子供体”(anion contributor)。在环境条件下，在这些溶液中允许的最大银浓度通常为31wt％。尝试增加银浓度，使其大于该值时，发现通常导致银盐发生沉淀，因此在传统银溶液中的银浓度通常被调整至不超过31wt％。

如所表明的，在浸渍溶液具有以下性质是会产生显著的效益和优点：所述浸渍溶液可保持比本领域中允许的浓度显著更高浓度的银盐，同时在储存和使用期间是稳定的，即，银被完全溶解且不发生沉淀。这样的浸渍溶液可有益于通过更多直接方式制备具有高银负载量的环氧乙烷催化剂，不会具有本领域传统方法的复杂性和其它缺点，例如采用高吸水载体或双浸渍方法。

发明内容

在一方面，本公开内容涉及具有比传统银浓度更高银浓度的浸渍溶液(即，“液体含银溶液”)。本公开内容的浸渍溶液包括：(i)银离子；(ii)银浓度增强剂，其选自：至少一种具有可热分解的阴离子成分的铵盐、或至少一种氨基酸、或其组合；(iii)至少一种有机胺；和(iv)水；其中所述组分(i)-(iii)溶于所述浸渍溶液。在所述浸渍溶液中的银的浓度通常为至少33wt％。在一些实施方式中，在所述浸渍溶液中包含草酸，而在另一些实施方式中，所述浸渍溶液不包含草酸。在具体的实施方式中，有机胺是亚烷基二胺，例如乙二胺。

在另一方面，本公开内容涉及一种用于制备在乙烯转换为环氧乙烷中有用的高银负载的催化剂的方法。在该方法中，采用如上所述的高银浸渍溶液用银浸渍耐火担体，然后通过银催化剂制备领域中已知的方法煅烧该经浸渍的载体，将银离子转换成金属银。与具有较低银浓度的银催化剂相比，获得的高银负载的催化剂通常具有改善的活性，选择性，和/或稳定性。

具体实施方式

在一方面，本公开内容涉及一种银浸渍溶液，其具有比传统的溶于其中的银浓度更高的银浓度。为了能被溶解，在浸渍溶液中的银必须以银离子的形式存在，其有必要以银盐或银化合物的形式结合阴离子。所述银离子还可以或可以不与诸如胺、二胺或三胺之类的中性配体络合。适用于浸渍的银盐包括，例如，草酸银，硝酸银，氧化银，碳酸银，羧酸银，柠檬酸银，邻苯二甲酸银，乳酸银，丙酸银，丁酸银，以及高级脂肪酸盐和其组合。可采用多种络合剂或增溶剂溶解银，以在所述浸渍介质中达到期望的浓度。有用的络合剂或增溶剂包括胺，氨，乳酸，及其组合物。