[发明专利]一种负载型银催化剂的制备方法及其催化苯甲醇无氧脱氢制苯甲醛的应用

说明书

本发明公开了一种负载型银催化剂的制备方法及其催化苯甲醇无氧脱氢制苯甲醛的应用。所述制备方法为：镁铝水滑石前体经焙烧完成拓扑转变生成镁铝混合金属氧化物作为载体，以银‑氨络合物作为浸渍液，利用浸渍法负载金属Ag，经焙烧活化后得到负载型银催化剂。所述负载型银催化剂具有银颗粒尺寸均一、均匀分散、催化效率高、催化反应条件温和、具备良好的稳定性和可循环性的优点。将此催化剂用于苯甲醇无氧脱氢制苯甲醛的反应中，苯甲醇转化率和产物的选择性均达到了90％以上。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种负载型银催化剂的制备方法及其催化苯甲醇无氧脱氢制苯甲醛的应用。

背景技术

苯甲醛是一种重要的化工中间体，是医药、树脂、农药等领域的重要原料。传统的制备苯甲醛的工艺主要有氯化苄水解法和甲苯氯化再水解法，但这两种方法存在工艺过程长，产物分离难，有机废物排放等问题，尤其是生产出来的苯甲醛因为含有氯化物严重地制约了这些产品在医药和食品行业的应用。为了满足绿色化学的生产要求，苯甲醇选择性氧化反应，因其原子利用率高、安全性好、经济性能高以及副产物少等优势受到人们的广泛关注。

苯甲醇选择性氧化法包括气相氧化和液相氧化两种，苯甲醇气相氧化法多以氧气为氧化剂，以固定床反应器作为反应场所，气固相选择性催化氧化苯甲醇，该方法具有副产物少，产物易分离，生产效率高的优点。但气相氧化法的反应温度普遍较高，不利于工业化的发展进程，所以近几年，对苯甲醇液相氧化法的研究逐渐成为热点。苯甲醇液相氧化法一般认为主要以氧气或双氧水作为氧化剂，或者无氧和无氢接受体条件下进行醇直接脱氢氧化。相比气相氧化法，无需专门的反应器，具有工艺简单，反应温和的特点。然而氧化剂的存在，在一定温度下反应时，反应物醇或有机物有燃爆的隐患。因此，人们尝试在无氧化剂条件下进行醇的液相选择性氧化反应。除了能够避免安全隐患之外，由于反应产物是醛和氢气，所以使醇类有成为易转移的储氢介质的潜力，大大提高了醇类的利用价值。

目前，针对苯甲醇无氧脱氢制苯甲醛反应的催化剂主要以Au、Pt、Pd等贵金属负载型催化剂为主。有着价格昂贵，循环性较差等缺点，限制了其工业化应用。而金属银作为最廉价的贵金属，如果能够通过优化负载银催化剂的制备手段和几何结构，达到Au、Pt、Pd等贵金属催化剂的催化性能的同时改善催化剂的稳定性和可循环性，则会大大增加这种催化剂的研究价值和使用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种负载型银催化剂的制备方法及其催化苯甲醇无氧脱氢制苯甲醛的应用，所述负载型银催化剂具有银颗粒尺寸均一、均匀分散、催化效率高、催化反应条件温和、具备良好的稳定性和可循环性的优点。

一种负载型银催化剂的制备方法：镁铝水滑石前体经焙烧完成拓扑转变生成镁铝混合金属氧化物作为载体，以银-氨络合物作为浸渍液，利用浸渍法负载金属Ag，经焙烧活化后得到负载型银催化剂。

进一步的，所述银-氨络合物浸渍液的制备方法为：称取0.005g-0.05g硝酸银，加入到3ml无水乙二胺中，经过超声处理使硝酸银完全溶解，得到银-氨络合物浸渍液。

进一步的，所述镁铝混合金属氧化物载体的制备方法为：在0-50℃条件下，称取35-45g硝酸镁，25-25g硝酸铝，20-30g尿素，同时溶于100ml去离子水中，完全溶解形成混合溶液后转移到真空水热釜中进行晶化成核过程；生成的沉淀经离心、洗涤到pH值为中性；转入烘箱彻夜干燥后将粉体转移到马弗炉内，焙烧得到镁铝混合金属氧化物载体。

进一步的，将所述银-氨络合物浸渍液加入到0.5-1.5g镁铝混合金属氧化物载体中，同时超声处理使得银-氨络合物浸渍液均匀分散至镁铝混合金属氧化物载体中后干燥，于马弗炉中进行银的活化得到负载型银催化剂。

进一步的，晶化成核的温度为150℃，晶化时间为6h，沉淀的干燥温度为60℃。

进一步的，焙烧镁铝水滑石前体的条件为400-600℃，升温速率为2-10℃/min，升温达到目的温度后保温3-5h后降温。