[發明專利]納米Au/MgO催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410293212.3
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104069857A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 許春麗;王寒飛;王珍
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: B01J23/52
• 分類號: B01J23/52;B01J37/16;C07C45/38;C07C47/54
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

技術領域

本發明屬于催化劑的制備技術領域，具體涉及一種納米Au/MgO催化劑的制備方法。

背景技術

目前工業大批生產苯甲醛的方法有甲苯氧化法和甲苯氯化水解法。甲苯氧化反應中除了有目標產物苯甲醛外，還有碳氫化物和馬來酸等副產物，制備流程較長，反應條件較高，對設備要求較高，消耗酸、堿原料較多且不易回收，即浪費資源又污染環境，且苯甲醇的轉化率較低，苯甲醛的選擇性也較低，產物中含有氯離子和氯化物，限制了其在香料和醫藥中的應用。制備苯甲醛的方法還有芳香酯加氫、還原苯甲酸法、苯甲醇液相催化氧化法。而苯甲醇的液相氧化采用多相轉移催化劑，使得整個制備工藝更加符合“綠色化學”的概念，因此苯甲醇液相氧化逐漸成為該領域的研究熱點。

研究表明，金催化劑在苯甲醇液相氧化反應中具有較高的催化活性，而影響其活性的因素主要是活性組分納米金顆粒的尺寸和載體的堿強度。固體堿在苯甲醇選擇性氧化反應中有著助催化的作用，它可向反應物苯甲醇提供電子，其載體表面也可以接受質子。在制備苯甲醛反應中，以固體堿作為載體形成的金催化劑，使得苯甲醇氧化的轉化率提高，苯甲醛的選擇性增加，且反應條件溫和、易于產物分離、對設備的腐蝕性較小，是當下負載型金屬催化劑研究的熱點。而氧化鎂作為一種典型的固體堿金屬氧化物，由于其具有較大的比表面積和較強的表面堿性，廣泛的作為載體形成金催化劑用于苯甲醇液相氧化反應中。

常見的納米金催化劑的制備方法，如溶膠凝膠法、浸漬法以及沉積沉淀法都是在水相中反應，在制備過程中，載體MgO會完全水化為Mg(OH)₂，使實際上得到的催化劑是Au/Mg(OH)₂，載體由堿性較強的路易斯堿位變成較弱的布朗斯特堿位，且再水化使得載體比表面積變小，使載體的堿性位變少，最終導致載體的堿量變少。要得到Au/MgO催化劑，需要高溫煅燒使氫氧化鎂熱分解為氧化鎂，但焙燒會使Au顆粒發生團聚，導致金顆粒尺寸變大，降低活性組分金的催化性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服上述納米Au/MgO催化劑制備方法存在的缺點，提供一種操作簡單、反應條件溫和，催化劑活性組分粒徑小、催化活性高的納米Au/MgO催化劑的制備方法。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：將氫氧化鎂粉末在450～500℃煅燒2～3小時，得到MgO載體，按照Au的負載量為0.5％～3％，將MgO載體、質量分數為1％的氯金酸水溶液或質量分數為1％的氯金酸甲醇溶液加入無水甲醇中，混合均勻，然后用0.5～1.0mol/L的NaOH水溶液調節混合液的pH為9～10，控制所得溶液中水與無水甲醇的體積比為0.02～0.07:1，室溫攪拌1～2小時，用無水乙醇離心洗滌，干燥，得到納米Au/MgO催化劑。

本發明進一步優選控制所得溶液中水與無水甲醇的體積比為0.04～0.06:1。

本發明采用無水甲醇作為溶劑和還原劑，使Au³⁺在載體MgO表面發生原位還原得到納米金顆粒，金顆粒的粒徑大約為3.5～5.3nm、分散均勻，且MgO的結構性質保持不變。本發明方法簡單、快速易行，與傳統方法制備得到的Au/MgO催化劑相比，本發明制備的Au/MgO催化劑用于催化苯甲醇氧化制備苯甲醛的反應中，其活性明顯提高。

附圖說明

圖1是實施例1制備的納米Au/MgO催化劑的XRD圖。

圖2是實施例1制備的納米Au/MgO催化劑中Au?4f軌道的XPS圖。

圖3是實施例1制備的納米Au/MgO催化劑中O1s軌道的XPS圖。

圖4實施例1制備的納米Au/MgO催化劑的透射電鏡圖。

圖5是實施例2制備的納米Au/MgO催化劑的透射電鏡圖。

圖6是實施例3制備的納米Au/MgO催化劑的透射電鏡圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明的保護范圍不僅限于這些實施例。

實施例1