[發明專利]一種鈷錳溴催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110774808.5
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113413898B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 楊勇;張建;方乾全
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B01J27/128
• 分類號: B01J27/128;C07D307/68
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發明公開了一種鈷錳溴催化劑及其制備方法與應用。所述鈷錳溴催化劑包括金屬催化活性載體、助催化金屬活性載體以及助氧化催化活性組分，所述助氧化催化活性組分、金屬催化活性載體及助催化金屬活性載體呈離子形式穩定分布于催化劑體系中，其中所述金屬催化活性載體包括鈷，所述助催化金屬活性載體包括錳，所述助氧化催化活性組分包括溴。本發明制備鈷錳溴催化劑的工藝簡單安全且可靠，鈷錳溴催化劑的有效活性成分被最大化保留。同時，本發明的鈷錳溴催化劑在用于制備2，5?呋喃二甲酸時，反應活性強，選擇性高，安全無污染。

技術領域

本發明屬于化工技術領域，涉及一種鈷錳溴催化劑及其制備方法與應用，尤其涉及一種鈷錳溴催化劑及其制備方法，鈷錳溴催化劑于制備2，5-呋喃二甲酸中的用途。

背景技術

近年，現代工業在帶給人類便利的同時，卻也埋下無窮隱患，直接對野生動植物造成無法挽回的危害，每年有800萬噸塑料傾倒進海洋，而目前海洋中約已經存在1.5億噸難以降解的塑料制品，地球的未來正在被塑料吞沒。

海底垃圾中塑料垃圾的比例逐年升高，由2011年的57％上升到2015年的87％。海底塑料垃圾的不斷增長，正在急速加劇塑料污染對海洋生態的影響。那么這樣廉價而且對環境有益的材料獲得工業化學品或它們的前體已經變得越來越需要，特別要關注的是能夠由可再生來源獲得的材料，即由列如種植、耕作或收獲等生物活動所產生的材料。

在高分子聚合材料領域，被廣泛應用的重點工業材料，由合成塑料、纖維、橡膠、涂料和膠粘劑等產品組成的現代工業下，呋喃二甲酸作為一種以其為核心可以被用來合成可降解塑料、半芳香尼龍、不飽和樹脂等短期可作為石油基高分子的改性劑。特別是生產可降解塑料，這對現在的垃圾分類以及限塑令的政策具有很好的輔助作用。但現有的呋喃二甲酸制備工藝多以5-羥甲基糠醛作為反應原料，其熔點低，易液化，且因自身的醛基的不穩定性，無論是自身的保存或者氧化反應中都存在易分解，易聚合的不穩定現象，羥基和醛基的不同步氧化可能造成反應的不穩定，造成中間產物及副產物的聚集，反應趨勢不易控制，選擇性差，反應產率低。另外現有呋喃二甲酸制備工藝中所使用的鈷錳溴催化劑也有難以制備、有效成分低、生產和使用成本偏高等缺陷。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種鈷錳溴催化劑及其制備方法與應用，以克服現有技術的不足。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種鈷錳溴催化劑，其包括金屬催化活性載體、助催化金屬活性載體以及助氧化催化活性組分，所述助氧化催化活性組分、金屬催化活性載體及助催化金屬活性載體呈離子形式穩定分布于催化劑體系中，其中所述金屬催化活性載體包括鈷，所述助催化金屬活性載體包括錳，所述助氧化催化活性組分包括溴。

本發明實施例還提供了前述的鈷錳溴催化劑的制備方法，其包括：

使包含金屬催化活性載體、溴單質和溶劑的第一混合反應體系于45～98℃反應1.5～3.0h，獲得第一中間產物；

使包含所述第一中間產物與助催化金屬活性載體的第二混合反應體系反應，獲得第二中間產物；

以及，使包含所述第二中間產物與酸的第三混合反應體系于75～98℃反應1～5h，獲得鈷錳溴催化劑。

本發明實施例還提供了前述的鈷錳溴催化劑于制備2，5-呋喃二甲酸中的用途。

本發明實施例還提供了一種2，5-呋喃二甲酸的制備方法，其包括：

提供前述的鈷錳溴催化劑；

使包含2，5-呋喃二甲醇、所述鈷錳溴催化劑、氧化劑和有機酸的第四混合反應體系于 50～200℃反應2.0～12h，制得2，5-呋喃二甲酸。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：