[發明專利]一種Cu/m-ZrO2催化劑及制備方法及用途

在審

• 申請號: 201810982034.3
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN109046353A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 段正康;蘭小林;徐金霞;潘浪勝;周國平
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;C07C227/02;C07C229/16
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張宇江

本發明公開了一種Cu/m?ZrO₂催化劑及制備方法及用途。一種Cu/m?ZrO₂催化劑，由Cu和純單斜相二氧化鋯m?ZrO₂組成，Cu為活性組分，純單斜相二氧化鋯m?ZrO₂為催化劑載體。Cu/m?ZrO₂催化劑，在沉積沉淀過程中，銅鹽溶液與堿液逐漸加入載體溶液中，并通過超聲作用將銅組分更加均勻的分散在載體上。對于二乙醇胺脫氫反應，而目前使用的Cu/ZrO₂催化劑中大都為四方相ZrO₂或單斜相與四方相同時存在，缺乏對純單斜相ZrO₂及不同晶相ZrO₂作用機理的研究。本發明的催化劑載體為純單斜m?ZrO₂，有利于探究m?ZrO₂晶相結構在催化過程中的用機理及二乙醇胺脫氫機理。

技術領域

本發明涉及一種催化劑制備方法，特別涉及一種基于純單斜相ZrO₂為載體的銅基催化劑的制備方法。

背景技術

亞氨基二乙酸是一類重要的精細化工中間體，在農藥、染料、水處理、醫藥、功能高分子、電鍍工業等方面有著廣泛的應用，尤其是作為除草劑草甘膦的合成原料使用量巨大，而目前草甘膦是世界上用量最大、增長最快的農藥產品之一。亞氨基二乙酸的合成方法較多，其中二乙醇胺脫氫法工藝簡單，技術相對成熟。

美國專利US 2384817(Chitwood,Henry C.Catalytic alkaline oxidation ofalcohols，US 2384817[P].1945.)首次提出在含銅或含銀催化劑作用下，伯醇在堿性環境中可氧化脫氫生成羧酸鹽，但隨著反應的進行，銅在反應過程中易燒結，催化活性喪失。

美國專利US5627125(Ebner,Jerry R,Franczyk,Thaddeus S.Process forpreparing carboxylic acid salts and methods for making such catalysts andcatalysts useful in such process:US,US 5627125[P].1997)以耐堿性載體碳負載銅基催化劑，降低了反應時間，但催化劑中仍然需要0.05～10％的貴金屬將銅錨定在載體上，生產成本較高，同時含碳催化劑后處理復雜，降低生產效率。

美國專利US8298985(Morgenstern D A,Arhancet J P,Berk H C.Catalyst fordehydro-genating primary alcohols:US,US8298985[P].2012.)指出在反應過程中，催化劑表面磨損變形，比表面積減少，導致催化劑失去活性，因此，需要引入載體以增強催化劑在反應中的穩定性。

銅基催化劑載體多樣，美國專利US7329778(Morgenstern D A,Arhancet J P,Berk H C,et al.Process and catalyst for dehydrogenating primary alcohols tomake carboxylic acid salts:US,US7329778[P].2008.)以海綿體Ni作為催化劑載體，制得的Cu/海綿體Ni催化劑，在150℃時催化二乙醇胺脫氫合成亞氨基二乙酸鹽，其收率可達92％且選擇性較好。