[发明专利]一种Ni3

说明书

本发明公开了一种Ni₃P/SiO₂催化剂及其制备方法和应用。所述Ni₃P/SiO₂催化剂是由SiO₂载体及负载于SiO₂载体上的Ni₃P组成，在所述催化剂中Ni₃P所占的质量百分比为10～45％，其余为SiO₂载体，且所述催化剂中Ni₃P的粒径为6～15纳米，所述催化剂的比表面积为50～250m²/g。实验表明：本发明提供的Ni₃P/SiO₂催化剂活性高、选择性高、稳定性好，尤其是具有深度转化草酸二甲酯(99.9％)下乙醇酸甲酯选择性仍可达85％以上且高选择性温度窗口宽等诸多优点，可用作草酸二甲酯加氢制乙醇酸甲酯反应的催化剂；另外，本发明的制备方法简单，条件温和，易于实现规模化生产。

技术领域

本发明是涉及一种催化剂及其制备方法和应用，具体说，是涉及一种Ni₃P/SiO₂催化剂及其制备方法和其在草酸二甲酯加氢制乙醇酸甲酯反应中的应用，属于催化技术领域。

背景技术

乙醇酸甲酯(HOCH₂COOCH₃，MG)是一种重要的化工产品和中间体，因其同时具有羟基和酯基官能团，使得它兼具醇和酯的化学性质，是当前高端农药、医药、化工环保领域亟需化学品。乙醇酸甲酯可以参与加氢、水解、氨解等各种反应，可以合成很多化工下游产品，包括丙二酸二甲酯、乙醛酸甲酯、甘氨酸、乙醇酸等。

特别是，乙醇酸甲酯可直接作为聚乙醇酸PGA的单体，也可水解成为乙醇酸，乙醇酸是聚乙醇酸的单体，也是一种用途十分广泛的基础化工产品，可用作化学清洗、化妆品配制助剂、纳米材料表面密封剂、医药合成、生物可降解新材料等。聚乙醇酸PGA具有如下优点：1)绝佳的气体阻隔性：PGA对O₂和水蒸气的阻隔性是PET的100倍和PLA的1000 倍，基本不受环境温度影响；2)优良的机械性能：PGA是一种机械性能出色的合成树脂，可配合多种高分子材料用于挤压与射出成型；3)出色的可生物降解性和生物兼容性：PGA 具有微生物降解和水降解的特点，无毒，其最终分解产物是CO₂和H₂O，是世界公认保护地球环境和生命的材料，已在美国、欧洲和日本获得可安全生物降解的塑料材料认证，且 PGA降解与天然纤维一致，可在一个月内分解。因此PGA可应用于：①作为手术缝合线：目前可吸收缝合线的年销售量为5000万根，其中PGA缝合线占据了90％的市场份额，目前在美国市场上年销售额已达12-15亿美元；在国内，其市场已达近10亿元人民币/年，已逐渐取代羊肠线，国外主要有强生公司在生产，且占中国市场80％的份额；国内已有20 余家公司生产；②包装材料：含1％PGA的PET多层瓶，能够维持气体阻隔性，又能将PET 用量降低20％左右，另外，PGA阻隔层可以容易地从PET瓶分离，现在PGA每年的全球需求量约为200～300吨，但预计PET瓶使用PGA(380万吨每年)1％，则能增加4万吨的 PGA需求；③页岩气开采桥塞：由于其良好的可降解性，PGA桥塞可满足页岩气开采时的特殊要求。因此，从PGA角度考虑，乙醇酸甲酯也具有重要的生产价值。

世界上生产MG主要工艺有：甲醛羰基化酯化法、氯乙酸水解法、甲醛与氢氰酸加成法、甲酸甲酯与甲醛偶联法、甲缩醛与甲醛自由基加成法、草酸二甲酯(DMO)加氢法等。当前，MG的生产主要沿用氯乙酸和苛性钠溶液混合反应再酯化工艺过程，存在腐蚀严重、能耗高、污染重以及成本高等问题。因此，亟需开发一条环境友好的合成及工艺路线。