[发明专利]一种气体助剂改性丙烯环氧化制备环氧丙烷用催化剂及制备和应用

说明书

一种气体助剂改性丙烯环氧化制备环氧丙烷用催化剂及制备和应用。本发明涉及一种碱性气体改性丙烯环氧化制备环氧丙烷用催化剂的方法，采用极少量的碱性气体对催化剂进行改性处理，所述的碱性气体为三甲基膦，所述催化剂为负载金催化剂。本发明还涉及上述碱性气体改善的催化剂及其应用。采用该方法改性的催化剂在丙烯环氧化反应中表现出非常好的活性，同时环氧丙烷的生成速率也有较大提升，对金催化剂的工业应用具有很大推动力。

技术领域

本发明涉及一种气体助剂改性催化剂的方法，尤其涉及在丙烯与氧气、氢气环氧化制备环氧丙烷体的应用。

背景技术

环氧丙烷是一种有重要价值的化工基础原料，可以用来制备很多重要的化工衍生品。其所制备的化工原料在医药、化妆品、建筑等行业有着相当广泛的应用。传统上，有两种主要的工业方法来制备环氧丙烷-氯醇法和共氧化法。氯醇法需要使用氯水，会对设备进行腐蚀，同时所得的副产物含有一定量的氯，对环境保护是较大的挑战。共氧化法依靠过氧化物来制备环氧丙烷，工艺长，投资大，受很多因素制约。而以丙烯、氧气和氢气为原料的环氧化技术，是一种原利率利用高、环境污染小的新方法，同时生产过程中避免了醇等有机溶剂带来的分离困难等问题。

日本春田正义教授在1998年首次发现Au/TiO₂可以丙烯与氧气、氢气的环氧化反应(Res.Chem.Intermed；M.Haruta,1998,Vol.24,329-336)，同时可以获得选择性90％的环氧丙烷，引起了社会各界广泛的关注。随后关于金催化剂在丙烯气相环氧化方面的报道陆续得到发表。含钛的分子筛负载金被认为是最具有潜力的丙烯环氧化催化剂。经过金催化剂在丙烯环氧化中被广泛研究和发展，但其在丙烯环氧化中的活性还比较低，环氧丙烷生成速率还比较低,离工业化目标(Angew.Chem.Int.Ed,2004,43,1546-1548)还有一定的差距。

因此，如何改性催化剂活性来实现金催化在未来工业上的运用是非常重要的研究方向和任务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碱性气体改性催化剂的方法；

本发明提供一种碱气体改性方法得到的丙烯环氧化制备环氧丙烷用催化剂；

本发明还涉及所述催化剂在丙烯环氧化制备环氧丙烷反应中的应用。

本发明所采用的技术方案为：

一种气体助剂改性催化剂的方法。所述气体助剂为三甲基膦气体，平衡气体为氩气，所述催化剂为负载金催化剂。

反应装置为本领域使用的反应炉，反应炉为开启式电阻炉，高温管式加热炉或者实验室电加热炉。

具体优选的方案为，三甲基膦的体积含量为100-300PPm,优选为200PPm，其中平衡气体为氩气。在30-60℃，优选50℃，在固定床反应器或流动床反应器中，催化剂用量为0.01g-10g，改性气体的流速为1ml-1L/min，优选为5-20mL/min,最优选为10mL/min条件下改性负载金催化剂2h。

所述催化剂的制备方法为沉积沉淀法。

本发明所述催化剂可以按照文献(Journal of catalysis；V.I.Sobolev,K.Y.Koltunov,313(2014)104-112)或者(Catalysis Today；Bradley Taylor,J.Lauterbach,W.Nicholas Delgass,123(2007)50-58)中沉积沉淀法操作过程进行制备，根据这些文献内容制备得到的催化剂还原后，均可以在本发明碱性气体改性后再进行丙烯环氧化制备环氧丙烷。