一种氧化催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115475645A(43)申请公布日2022.12.16(21)申请号202211146647.6(22)申请日2022.09.20(71)申请人厦门大学地址361000福建省厦门市思明区思明南路422号(72)发明人黄加乐邱越洺李清彪孙道华郑艳梅(74)专利代理机构广东金泰智汇专利商标代理事务所(普通合伙)44721专利代理师江丽娇(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)B01J35/02(2006.01)C07D301/08(2006.01)C07D303/04(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图3页(54)发明名称一种氧化催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开一种氧化催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂的制备方法包括如下：将含氮前驱体、金属前驱体、去离子水、无水乙醇和氨基酸搅拌以形成均匀溶液A；将溶液A置于反应容器中进行溶剂热反应，洗涤产物后真空干燥得到混合物B；将混合物B置于管式炉中高温煅烧，退火后即得具有金属‑杂原子配位结构的催化剂。本发明所述催化剂可应用于催化直接用分子氧作为氧化剂的丙烯环氧化反应制备环氧丙烷时同时具有高的丙烯转化率、高的环氧丙烷选择性和高的环氧丙烷生成速率。CN115475645ACN115475645A权利要求书1/1页1.一种氧化催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将含氮前驱体、金属前驱体、溶剂和氨基酸搅拌以形成均匀溶液A；(2)将溶液A置于反应容器中在高温条件下进行溶剂热反应，洗涤产物后真空干燥得到混合物B；(3)将混合物B在密闭瓷舟中高温煅烧、退火后即得到具有金属‑杂原子配位结构的催化剂。2.根据权利要求1所述一种氧化催化剂的制备方法，其特征在于，制备过程中的各原料按重量份数计为：含氮前驱体：3.5份～8.5份；金属前驱体：1.0份～5.5份；溶剂：82.0～95.0份；氨基酸：0.01份～1.0份；以上各原料重量总份数为100份。3.根据权利要求1‑2任一项所述一种氧化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的含氮前驱体为富含氮元素的尿素、双氰胺或三聚氰胺中的一种或两种；所述的金属前驱体为氯化铜、硝酸铜、醋酸铜或氯化亚铜中的一种；所述的氨基酸为甘氨酸、L‑精氨酸、L‑半胱氨酸和D‑苯丙氨酸中的一种或两种；所述的溶剂为去离子水和无水乙醇的混合溶剂；所述的磁力搅拌转速为500～800rpm。4.根据权利要求1所述一种氧化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的反应温度为150～220℃、时间为2～10h；所述的洗涤条件为去离子水和无水乙醇分别洗涤3次；所述的真空干燥温度为60～80℃、时间为12～24h。5.根据权利要求1所述一种氧化催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的煅烧需将混合物B保持在N2气氛、Ar气氛或5％H2/95％Ar混合气氛中的一种或几种；所述的煅烧需将混合物B置于密闭瓷舟内；所述的煅烧温度为400～650℃；所述的煅烧升温速率为2～8℃/min；所述的煅烧时间为2～8h。6.根据权利要求1‑5任一项所述氧化催化剂在丙烯直接环氧化中的应用。7.根据权利要求1所述氧化催化剂在丙烯直接环氧化中的应用，其特征在于其包括直接用分子氧作为氧化剂环氧化丙烯制备环氧丙烷，其中丙烯、氧气和惰气的体积比为4～8∶7～11∶85；所述氧化催化剂的质量为50～200mg；反应气体流速为10～50mL/min，反应的温度为200～350℃，所述氧化催化剂的粒径≤350μm。2CN115475645A说明书1/8页一种氧化催化剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于催化技术领域，具体涉及一种氧化催化剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]环氧丙烷(propyleneoxide，PO)又名甲基环氧丙烯，分子式为C3H6O，主要用于生产丙二醇、聚醚多元醇和丙二醇醚等，广泛应用于医药工业、食品工业及日用化工等方面。[0003]作为一种重要的化工原料，PO主要由丙烯催化转化合成，目前工业上生产PO的传统方法主要有氯醇法(CHPO)、共氧化法(Halcon)和过氧化氢液相氧化法(HPPO)，它们分别占全球PO总产能的43.2％、48.2％和4.9％，而其余PO生产工艺占比较小。CHPO法生产过程需要消耗大量的水资源，同时由于使用氯气为原料，易造成产物含氯而无法应用于高端制造业，并且产生的皂化废水具有“五高”特点，处理难度大，对设备腐蚀严重，不符合可持续发展的理念。Halcon法需要在高压条件下反应，同时存在原料纯度要求高、工艺流程复杂、项目投资风险高和产品分离成本高等弊端。HPPO虽然工艺反应条件温和、绿色环保，但其原料高浓度双氧水的成本昂贵、储运难度大，一般需配套双