[发明专利]一种乙醇合成乙酸催化剂及制备方法和乙酸制备方法

说明书

本发明涉及一种乙醇合成乙酸催化剂的制备方法，包括：S1：将碳纳米管进行预处理，得到预处理碳纳米管；S2：将预处理碳纳米管用过氧化氢水溶液进行处理，得到过氧化氢处理碳纳米管；S3：配制H₂PtCl₆·6H₂O和PdCl₂的混合水溶液，将过氧化氢处理碳纳米管加入到混合物水溶液中，超声处理，充分干燥，得到催化剂前驱体；S4：将催化剂前驱体分别在还原性气氛和惰性气氛中进行阶梯式两段程序升温煅烧处理，即得所述催化剂。所述制备方法通过多个独特的制备步骤，以及各个步骤中的多个独特技术特征的选择和确定，从而可以得到具有优异性能的乙醇合成乙酸催化剂，从而为乙醇制备乙酸提供了全新的、具有良好性能的催化剂。

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法和其应用，更特别地涉及一种乙醇合成乙酸催化剂(即由乙醇合成乙酸所使用的催化剂，以下均简称为“乙醇合成乙酸催化剂”)及制备方法和乙酸制备方法，属于催化剂技术和乙酸制备技术领域。

背景技术

在化工技术领域中，乙酸是一种非常重要的有机化工原料，用途非常广泛，可用于生产醋酸乙烯单体、醋酐、对苯二甲酸、醋酸酯类、醋酸纤维素等多种后续化工物质，特备是随着对苯二甲酸及醋酸下游产品的迅猛发展，乙烯生产已经成为化工领域和国民经济的一个重要组成部分。

目前，乙酸生产主要包括催化氧化工艺(乙醇-乙醛氧化法、乙烯-乙醛氧化法)和甲醇羰基合成工艺等。从生产工艺角度考虑，甲醇羰基合成工艺以煤焦、天然气、重油为基本原料，特别是可采用廉价的天然气和煤炭代替石油作为原料，非常适合于我国煤炭储备多、石油资源缺乏的基本国情，因此该工艺在我国的乙酸工业生产中占据主导地位。

但另一个方面，随着社会的快速发展，无论是催化氧化工艺还是甲醇羰基合成工艺，相应的反应工艺原料中均涉及到化石资源，而这类化石资源的无法再生性使其日益枯竭，相应的能源危机也迫使人们寻求新的可再生清洁能源来替代传统化石资源。此外，能源的多元化以及生产的可持续化发展也具有十分重要的意义，这对我国的能源保障和安全也具有迫切的现实意义。

乙醇也是一种重要的基础化工原料，尤其是其可以通过生物质为原料经发酵而制得(也即生物乙醇)。在我国，采用农作物秸秆类纤维质原料生产乙醇已实现大规模的工业化生产。考虑到生物质资源的可再生性，以此工艺生产生物乙醇，克服了传统石化资源的局限，可以实现生产的可持续性。

随着对乙醇氧化技术的深入研究，业已有研究成果[例如Angew.Chem.Int.Ed.2006,45,4648][J.Catal.2007,251,332等]表明，负载型金、铂、钯基催化剂具有一定的乙醇催化氧化性能，特别是金基催化剂表现出高的催化反应活性，从而可用于乙醇氧化制备乙酸。

但整体而言，对于乙醇氧化制乙酸所用的催化剂的研究仍比较少，少数研究中的该反应中也仍存在一定的缺陷，例如催化剂用量过多、催化活性不高、乙酸产率过低等，这仍需要对其进行进一步地研究和改进。因此，对于新型的乙醇合成乙酸催化剂及其制备和应用方法仍存在继续研究的必要和需求，这也正是本发明得以完成的动力所在和出发点。

发明内容

为了研发新型的乙醇合成乙酸催化剂及其制备方法和应用方法，本发明人在付出了大量的创造性实验探索后，经过深入研究而发明了该乙醇合成乙酸催化剂，进而完成了本发明。具体而言，本发明涉及如下几个方面。

第一个方面，本发明提供了一种乙醇合成乙酸催化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1：将碳纳米管进行预处理，得到预处理碳纳米管；

S2：将所述预处理碳纳米管用过氧化氢水溶液进行处理，得到过氧化氢处理碳纳米管；