[發明專利]一種金屬微纖負載銀催化劑及其用途

無效

• 申請號: 200810202114.9
• 申請日: 2008-10-31
• 公開（公告）號: CN101385972A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 路勇;毛繼平;鄧苗苗;薛青松;劉曄;何鳴元
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: B01J23/50
• 分類號: B01J23/50;B01J23/89;B01J35/06;C07C45/37
• 代理公司: 上海藍迪專利事務所
• 代理人: 徐筱梅

技術領域

本發明涉及化工技術領域，具體地說是一種整體式燒結金屬微纖負載銀催化劑及其用途。

技術背景

醇的選擇性氧化生成羰基化合物是有機合成的一個重要反應，在合成藥物、維生素、香料及人造纖維等精細化學工業中具有十分重要的地位。而在醇的選擇性氧化反應中所用銀基催化劑因其具有良好的催化活性及選擇性備受研究者的廣泛關注。然而，工業上常用的電解銀催化劑成本高，要求較高的反應溫度，低于550℃時催化活性不夠理想，而反應溫度高于550℃時，又會產生較多副產物，且銀微晶在高溫條件下容易快速團聚導致催化活性及選擇性下降和反應床層阻力的增加。

負載型銀基催化劑催化氧化醇生成相應醛和酮的反應也已多見報道，美國專利(US　1,067,665)將載體浸在硝酸銀水溶液中，然后烘干、焙燒制得含銀35～50％的負載銀催化劑，該法制得的催化劑存在比面積小、分布不均勻等弊端，導致活性不夠理想。中國專利(CN　1262348C)采用溶膠-凝膠法制備了一種用于甲醇直接脫氫制無水甲醛的負載銀催化劑，即將一定量的正硅酸乙酯與含有可溶性鋅鹽及鋁鹽的水溶液或醇溶液混合后，滴加到無機銀鹽水溶液中，經過成膠、老化、干燥和焙燒等步驟而制得，但是制備過程較繁瑣，副產物中CO較多。文獻(化學學報，2007，65(5)：403)報道了一種負載型Ag/ZrO₂催化劑，并考察了Ag/ZrO₂對1，2-丙二醇選擇性氧化合成丙酮醛反應的催化性能，實驗取得較好的結果，1，2-丙二醇轉化率達95.7％，丙酮醛的選擇性為55.3％。但是，上述傳統負載型銀基催化劑均為顆粒狀，在實際應用時由于其傳熱性能較差，在反應床層中易引起局部熱點進而導致反應床層溫度不均使催化劑活性降低，特別不利于醇類氣相選擇性氧化等強放熱的反應。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于強放熱低碳醇類氣相選擇性氧化的具有大空隙率和良好滲透性及傳熱性能的整體式燒結金屬微纖負載銀催化劑。

本發明的目的是這樣實現的：

一種金屬微纖負載銀催化劑，特點是：以整體式燒結金屬微纖為載體，將其置于銀鹽溶液中，等體積浸漬或電鍍、烘干后轉移至馬弗爐500℃焙燒4小時制得；并應用于強放熱低碳醇類氣相選擇性氧化制備相應醛或酮等羰基化合物的反應中，該催化劑含銀1-30％，含金屬微纖70-99％，其所述含量為重量百分比；用于低碳醇類氣相選擇性氧化過程的反應條件為：氧/醇摩爾比為0.4～2.0，醇的重時空速為5～40h^-1，反應溫度為300～550℃，空氣為氧化劑。

所述金屬微纖為純金屬微纖和金屬合金微纖。

所述銀鹽溶液為硝酸銀溶液、乳酸銀溶液、醋酸銀溶液或銀氨溶液。

與現有催化劑相比，本發明的催化劑具有以下優點：

(1)、載體是具有大空隙率、三維網狀結構的燒結的金屬微纖。

(2)、金屬微纖載體具有良好的滲透性及傳質傳熱性能。

(3)、制得的催化劑為整體式催化劑，便于裁剪為各種形狀。

(4)、工藝簡單，成本低。

(5)、可有效降低反應溫度，提高反應的選擇性，催化活性好。

附圖說明

圖1是實施例1-4中載體S-Ni的光學照片

圖2是實施例3負載銀催化劑Ag-20/S-Ni的光學照片

圖3是實施例1-4中載體S-Ni的SEM照片

圖4是實施例3負載銀催化劑Ag-20/S-Ni的SEM照片

圖5是實施例3負載銀催化劑Ag-20/S-Ni的EDX照片

圖6是實施例5負載銀催化劑Ag-20/S-SS的SEM照片

具體實施方式

下面的實施例將具體描述本發明：

首先是整體式燒結金屬微纖載體的制備

采用造紙/后燒結技術，制備具有大空隙率、三維網狀結構的燒結金屬微纖載體，具體制備過程參照文獻(Appl.Catal.A2007，328：77；AIChE?J2007，53：1845)；金屬微纖分別是：8微米直徑的Ni微纖，12微米直徑的不銹鋼(合金，SS-316L)微纖，8微米直徑的Cu微纖和8微米直徑的Al微纖；制備整體式燒結金屬微纖的燒結溫度分別為：950℃，1100℃，850℃和650℃。

制得的整體式燒結金屬微纖載體分別表示為：S-Ni，S-SS，S-Cu和S-Al；載體的空隙率分別為90％(體積)，85％(體積)，93％(體積)和73％(體積)。