[发明专利]一种草酸二甲酯加氢制备乙醇酸甲酯的催化剂及其合成方法和应用

权利要求书

1.一种催化剂在草酸二甲酯加氢制备乙醇酸甲酯中的应用，其特征在于，所述催化剂由如下方法合成所得：

(1)将2-甲基咪唑甲醇溶液在搅拌条件下与钴盐甲醇溶液混合均匀，室温条件下老化4-48h；甲醇洗涤，过滤，室温下真空干燥，得ZIF-Co样品；

(2)利用可溶性磷酸盐水溶液等体积浸渍步骤(1)所得样品，室温下真空干燥，得ZIF-Co-P样品；

(3)取步骤(2)所得样品和2-甲基咪唑于50％v/v乙醇水溶液中，超声处理0.1-10h；

(4)取十六烷基三甲基氯化铵水溶液与步骤(3)样品混合搅拌1-10h；

(5)取正硅酸乙酯在搅拌条件下滴加于步骤(4)样品中，随后搅拌1-10h；过滤后，乙醇洗涤，室温下真空干燥，然后于惰性气体氛围下400-800℃焙烧处理1-20h，得Co-P/SiO₂催化剂；

所述催化剂Co元素含量以Co单质计为1-50wt％，P元素含量以P单质计为0.01-10wt％，Co元素含量高于P元素含量，其余为载体SiO₂。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤(1)所述钴盐为硝酸钴、醋酸钴、乙酰丙酮钴、氯化钴、硫酸钴中的一种或几种；步骤(2)所述可溶性磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵、磷酸氢二钾、焦磷酸钠、酸式焦磷酸钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸钠中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤(1)2-甲基咪唑甲醇溶液中2-甲基咪唑的浓度为0.01-1.0g/L，钴盐甲醇溶液中钴盐的浓度为0.01-1.0mol/L；步骤(3)中2-甲基咪唑的浓度为0.01-1.0g/L；步骤(4)十六烷基三甲基氯化铵水溶液中十六烷基三甲基氯化铵的浓度为0.005-0.5g/L；步骤(5)中正硅酸乙酯与ZIF-Co-P的质量比为0.1-10:1。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述催化剂在使用之前需还原活化：将所述催化剂装填于连续固定床反应器中，还原条件为：还原气体为氢气或者氢气和惰性气体的混合气，氢气的含量为1-100％v/v，还原压力为0.1-5.0MPa，氢气或混合气体积空速为20-3000h^-1，还原温度为500-800℃，由室温升至所述还原温度的速率为0.5-10℃/min，还原时间为0.5-36h；草酸二甲酯加氢制备乙醇酸甲酯的反应条件为：反应温度为160-300℃，反应压力为0.2-10.0MPa，草酸二甲酯甲醇溶液液时空速为0.01-3.0h^-1，氢气与草酸二甲酯的摩尔比为5:1-360:1。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述催化剂在使用之前需还原活化：将所述催化剂装填于连续固定床反应器中，还原条件为：还原气体为氢气或者氢气和惰性气体的混合气，氢气的含量为10-100％v/v，还原压力为0.1-1.0MPa，氢气或混合气体积空速为200-2000h^-1，还原温度为650-800℃，由室温升至所述还原温度的速率为1-2℃/min，还原时间为1-24h；草酸二甲酯加氢制备乙醇酸甲酯的反应条件为：反应温度为200-300℃，反应压力为0.5-3.5MPa，草酸二甲酯甲醇溶液液时空速为0.05-1.0h^-1，氢气与草酸二甲酯的摩尔比为20:1-150:1。