[發明專利]一種由甘油制備1;3-二羥基丙酮用催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201810261734.3
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108273502A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 李殿卿;潘勇寧;賀宇飛;馮俊婷
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01J23/68
• 分類號: B01J23/68;B01J23/652;B01J23/89;B01J37/03;B01J37/08;C07C49/17;C07C45/39
• 代理公司: 北京恒和頓知識產權代理有限公司 11014
• 代理人: 孫伯慶

1.一種由甘油制備1,3-二羥基丙酮用催化劑的制備方法，具體步驟如下：

A.將可溶性M鹽、鋅鹽和Y鹽溶于去離子水中配制混合鹽溶液A，其中M代表過渡金屬，Y代表水滑石層板上的三價金屬離子Al或Cr；混合鹽溶液中M離子、Zn²⁺和Y³⁺的總濃度為0.1～1mol/L，且Zn²⁺與Y³⁺摩爾比為2～5；

再按照Na₂CO₃與溶液A中金屬離子總濃度的摩爾比為0.1～1:1的比例，NaOH與溶液A中陽離子總濃度的摩爾比為1～3:1的比例，配制與溶液A等體積的Na₂CO₃和NaOH的混合鹽溶液B；

將溶液A和B同時倒入旋轉液膜反應器中快速混合，轉速為4000rpm，定子與轉子之間的間隙為15μm，成核180秒；將成核后的懸濁液在60～90℃恒溫反應6～24h，過濾，用去離子水洗滌離心沉淀物至中性，60～80℃下干燥10～15h即得到三元水滑石M-ZnY-LDHs，在500～800℃下焙燒5～8h得到焙燒產物MO_x/ZnYO_z；

混合鹽溶液A中陰離子為NO^3-、SO₄^2-和Cl^-中的一種或兩種；

B.將可溶性Au鹽配制成濃度為10～50mol/mL的溶液，用堿溶液調節溶液的pH為8～11；再加入步驟A的MO_x/ZnYO_z載體，其中可溶性Au鹽與載體的加入量按照產物中Au的含量確定；于80～90℃恒溫沉淀沉積反應4～12h，自然冷卻，過濾，用去離子水洗滌沉淀物至中性，然后60～80℃下干燥10～15h，得到催化劑前體；連續通入氧氮混合氣，以2～5℃/min升溫速率升溫至200～400℃，焙燒3～4h，得到催化劑，表示為Au-MO_x/ZnYO_z；

所述可溶性Au鹽為HAuCl₄或NaAuCl₄；所述的堿溶液是氫氧化鈉、尿素、氨水和Na₂CO₃溶液中任意一種，堿溶液濃度為1～3mol/L；所述的氧氮混合氣氛中，氧氣所占的體積分數為10～100％。

2.根據權利要求1所述的由甘油制備1,3-二羥基丙酮用催化劑的制備方法，其特征是步驟A所述的M鹽是Ni(NO₃)₂·6H₂O、Cu(NO₃)₂·6H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O、Ga(NO₃)₃·5H₂O或RuCl₃中的一種；所述的鋅鹽為Zn(NO₃)₂·6H₂O；所述的Y鹽為Al(NO₃)₃·9H₂O或Cr(NO₃)₃·9H₂O；步驟B所述的氧氮混合氣氛中，氧氣所占的體積分數為50～80％。

3.一種根據權利要求1所述的方法制備的甘油制備1,3-二羥基丙酮用催化劑，表示為Au-MO_x/ZnYO_z，其中MO_x為助劑金屬氧化物，M代表過渡金屬，M²⁺代表二價過渡金屬離子Ni²⁺和Cu²⁺，M³⁺代表三價過渡金屬離子Fe³⁺、Ga³⁺或Ru³⁺；Y代表水滑石層板上的三價金屬離子Al或Cr；ZnYO_z為Zn、Y復合氧化物，其為尖晶石結構；該催化劑中Au占催化劑質量分數為3～10％，MO_x與Au的摩爾比為0.4～1.5，Zn/Y摩爾比為2～5:1。