[发明专利]一种负载型银基多组分纳米催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种负载型银基多组分纳米催化剂的制备方法，包括如下步骤：使用研钵研磨载体；配置Ag的前驱体溶液，助剂的前驱体采用金属团簇络合物或金属团簇络合物和/或其组合；在超声下搅拌使得Ag的前驱体溶液和金属团簇络合物的标准液迅速溶解混合，获得混合前驱体溶液。将处理过的载体缓慢加入到混合前驱体溶液中，搅拌使其形成均匀分布。真空静置，将样品抽滤，获得浸渍后的载体小颗粒。在烘箱中烘干，之后使用管式炉高温焙烧，获得一次浸渍后的催化剂。将一次浸渍后的催化剂取出，将其置于二次浸渍液中，在真空中浸渍1h。烘干、高温焙烧，得二次浸渍后的催化剂。制备出的负载Ag的催化剂具有颗粒分布均匀、大小均一等优点。

技术领域

本发明涉及催化剂制备领域，具体涉及一种负载型银基多组分纳米催化剂的制备方法。

背景技术

环氧乙烷是一种重要的化工原料，在石油化学工业中扮演着重要的角色。环氧乙烷在化学工业和医疗领域都有着广泛的用途。据了解，有70％的环氧乙烷被转化成了乙二醇，乙二醇能够进一步转化为发动机防冻液、塑料和聚酯纤维等。在一系列金属催化剂当中，用于乙烯环氧化最有效的催化剂就是Ag基纳米催化剂。通常，Ag基纳米催化剂会负载在氧化物上，最常使用的是α-Al₂O₃载体。截止到2017年，在全球范围内每年生产环氧乙烷超过27兆吨。目前，人们越来越多的把目光投向提升乙烯环氧化制备环氧乙烷的选择性和催化剂的活性上。由于Ag纳米颗粒在载体上所分布的粒径大小对反应的选择性和活性影响很大，因此，制备出合适粒径大小的Ag纳米颗粒至关重要。

环氧乙烷的常规制备方法分为氯醇法和氧化法。氯醇法是指，以乙醇为原料，经过氯醇法生产环氧乙烷。氯醇法可以分为两个步骤，第一步为将乙烯和氯气通入水中，生成2-氯乙醇；第二步用碱(常用石灰乳)与2-氯乙醇进行反应，生成环氧乙烷。但是氯醇法因为其生产规模小、乙烯单耗较高、污染严重，已经渐渐被停止使用。第二种生产环氧乙烷的方法为氧化法。氧化法是指使用空气或体积比浓度大于95％的氧气进行乙烯的氧化。目前阶段，使用氧气进行乙烯的氧化制备环氧乙烷是工业生产装置最主要的方法，Ag基催化剂则为是有效的催化剂之一。目前的Ag基催化剂的制备方法缺陷在于：Ag颗粒在催化剂载体上附着不均匀，制备工艺复杂，成本高颗粒。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种负载型银基多组分纳米催化剂的制备方法；该方法载体表面上的Ag颗粒附着更加均匀，颗粒大小更加均一；且该种方法便捷简单，降低了工业生产的成本；本发明所得催化剂中Ag颗粒的粒径为10-300nm。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种负载型银基多组分纳米催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将催化剂载体研磨成固体小颗粒，真空烘干，冷却后待用；

2)配制金属团簇络合物标准溶液，同时配置金属盐标准溶液；

3)将Ag前驱体溶于乙二胺、去离子水和上述两种标准溶液的混合溶液中，超声搅拌，形成银胺络合物溶液；

4)将催化剂载体固体小颗粒加入到银胺络合物溶液中，搅拌均匀，然后在真空中静置；

5)将混合溶液抽滤，得到浸渍后的固体颗粒，使用真空烘箱真空烘干，之后在空气或惰性气氛下升温至250-300℃，恒温1-48h，获得一次浸渍后的催化剂；

6)将一次浸渍活化后的催化剂继续放置在配置好的金属盐标准溶液中，在真空中静置1-48h；

7)将溶液抽滤，得到浸渍后的固体颗粒，使用真空烘箱真空烘干，之后在惰性或空气气氛下高温焙烧后取出；获得负载型银基多组分纳米催化剂。

作为技术方案的进一步改进，步骤1)中，研磨之后的催化剂载体固体小颗粒粒径为10目～20目。