[发明专利]一种磁性双功能催化剂、制备及用于甲醇催化反应

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性双功能催化剂、制备及用于甲醇液相催化反应，属于磁性双功能催化剂和精细化工技术领域。

背景技术

甲醇是重要的基础化工原料，随着甲醇的产能过剩，开发具有高附加值的甲醇下游产品具有重要的意义。在众多的甲醇下游产品中，甲缩醛(化学名称为二甲氧基甲烷)和甲酸甲酯是备受人们关注的高附加值甲醇下游绿色化工产品。甲缩醛具有低毒、低沸点、良好的溶解性，已广泛应用于医药、化妆品、汽车等领域，可替代苯、甲苯等有毒溶剂，并且甲缩醛作为柴油添加剂添时，可有效改善发动机的燃烧性能，降低排放尾气中HC、CO含量，减少环境污染，是一种很好的柴油添加剂。甲酸甲酯是一种重要的有机合成中间体，已广泛应用于醋酸纤维的合成、医药、农药等领域。

近年来人们发现，采用双功能催化剂可以将甲醇一步催化转化为甲缩醛和甲酸甲酯。如Gareth T.Whiting等发现，用甲醇为原料，采用Au-Pd/TiO₂催化剂体系，在进料为5％CH₃OH；2.5％O₂；92.5％He的反应条件下，甲醇可以一步生成甲缩醛和甲酸甲酯(Gareth T.Whiting,Simon A.Kondrat,Ceri Hammond,Nikolaos Dimitratos,Qian He,David J.Morgan,Nicholas F.Dummer,Jonathan K.Bartley,Christopher J.Kiely,Stuart H.Taylor,Graham J.Hutchings.Methyl Formate Formation from Methanol Oxidation Using Supported Gold-Palladium Nanoparticles.ACS Catalysis.2015,5,637-644)。这与传统的甲醇两步法生产甲缩醛和甲酸甲酯相比，具有工艺流程简单、废液少、生产成本低等优点。

但目前这种催化反应大多是在固定床反应器中进行的气-固反应，进料的甲醇浓度比较低，因此在反应过程中有大量的气体要循环使用。另外，气-固催化反应的温度也不好控制，反应温度太高会造成选择性下降。如果将甲醇选择氧化性能好的贵金属Pd、Au等活性组分，组装在具有酸性的介孔氧化物中，制备出甲醇液相催化转化制甲缩醛和甲酸甲酯的双功能催化剂，则可以避免采用固定床气-固反应器时的大量气体循环，同时液相催化的反应温度也比较容易控制，这非常有利于提高产物的选择性。