[发明专利]一种双金属催化剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种双金属催化剂、制备方法及其应用，该催化剂是一种笼状的壳式多孔双金属催化剂，其中，催化剂的外壳由钴和铜纳米颗粒组成，钴和铜的质量比为65‑70：30‑35，催化剂的粒径为20‑30nm。本发明中的催化剂的制备方法简单易行，操作方便，双金属催化剂作为苯乙烯催化氧化为环氧苯乙烷的催化剂，催化苯乙烯转化率最高可达98％。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，且特别涉及一种双金属催化剂、制备方法及其应用。

背景技术

环氧化物是一类具有含氧三元环的有机物中间体，年产量接近3000万吨，年增幅量达5％，通过对其环氧基团选择性开环或转化可获得系列醇、醛及醚类目标化学产品。其中，环氧苯乙烷(SO)是一种重要的精细化学品，可作为环氧树脂稀释剂、紫外线吸收剂和增香剂等在高分子材料、涂料和香料合成等领域使用。此外，SO通过催化加氢反应获得的高附加值β-苯乙醇可大规模应用于食品和日化工业，且其需求量逐年上升，年增幅高达8％。

目前SO主要通过苯乙烯环氧化反应获得，其传统制备方法为均相氧化法，根据所使用氧源的不同可分为卤醇法和过氧酸氧化法。其中卤醇法存在产物难分离和含卤废水容易造成环境污染的问题，不符合绿色化工的发展要求。过氧酸氧化法以有机过氧酸(RCOOOH)为氧化剂，其价格昂贵，不适宜大规模工业生产且产生大量副产物有机酸(RCOOH)，分离难度较大。

为解决上述问题，以绿色环保且低成本的O₂、叔丁基过氧化氢(TBHP)替代传统氧化剂，负载型贵金属催化剂，在多相催化材料的作用下环氧化苯乙烯制备SO的工艺逐渐受到人们的广泛关注和研究。因此急需制备一种活性较高、催化效果好的催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双金属催化剂、制备方法及其应用，本发明中的催化剂的制备方法简单易行，操作方便，催化剂的催化效率高。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提供了一种双金属催化剂，该催化剂是一种笼状的壳式多孔双金属催化剂，外壳由钴和铜纳米颗粒组成，钴和铜的质量比为65-70：30-35，催化剂的粒径为20-30nm。

本发明还提供了一种双金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：将碳球悬浮液和锡盐的酸溶液混合，过滤，烘干，得到第一产物；将第一产物与钴盐和铜盐的混合溶液进行离子交换反应，得到第二产物；将第二产物焙烧，得到双金属催化剂。

本发明还提出了一种双金属催化剂的应用，将该双金属催化剂作为苯乙烯催化氧化为环氧苯乙烷的催化剂。

本发明的有益效果是：

本发明还提供了一种双金属催化剂及其工作方法，本发明中的催化剂的制备方法简单易行，操作方便，苯乙烯转化率最高可达98％，环氧苯乙烷选择性可达90％。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例提供的双金属催化剂进行具体说明。

本发明实施例提供一种双金属催化剂，该催化剂是一种笼状的壳式多孔双金属催化剂，外壳由钴和铜纳米颗粒组成，钴和铜的质量比为65-70：30-35，催化剂的粒径为20-30nm。

本发明实施例提供一种双金属催化剂，该催化剂先以碳球为载体，在碳球表面附着钴离子和铜离子，焙烧去除碳球，得到一种笼状的壳式多孔双金属催化剂，该催化剂具有磁性，后期回收率高(回收率能达到98％)；笼状的壳式催化剂比表面积和反应孔道大，催化活性高。