一种用于苯甲醇选择性氧化制苯甲醛的催化剂及其制备方法_2

文档序号:9898771阅读:来源:国知局
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[0033] (1)秤取4 · 9016g四水合醋酸锰(以Mn原子数量计为0 · 02mol)和2 · 4908g四水合醋 酸钴(以钴原子数量计为〇. Olmol)溶于150ml去离子水,然后转移至500ml烧瓶,加热至40 °C,在搅拌条件下,向其中滴加150ml浓度为0.2mol/L的草酸铵(速度约为1滴/S)。待滴加结 束后在40°C保温条件下继续反应3h后停止加热,继续搅拌过夜;
[0034] (2)将步骤(1)所得沉淀过滤,洗涤(水、醇交替各洗三次)然后40°C烘干(20h),再 将所得沉淀在300°C条件下焙烧10h(焙烧过程中升温速率控制在rC/min),焙烧结束即得 本发明用于苯甲醇选择性氧化制苯甲醛的催化剂,记为催化剂C2。
[0035] 实施例4
[0036] (1)秤取4 · 9016g四水合醋酸锰(以Mn原子数量计为0 · 02mol)和2 · 4884g四水合醋 酸镍(以镍原子数量计为〇. Olmol)溶于150ml去离子水,然后转移至500ml烧瓶,加热至60 °C,在搅拌条件下,向其中滴加150ml浓度为0.2moI/L的草酸铵(速度为1滴/S);待滴加结束 后在60°C保温条件下继续反应3h后停止加热,继续搅拌过夜;
[0037] (2)将步骤(1)所得沉淀过滤,洗涤(水、醇交替各洗三次)然后80°C烘干(约4h), 再将所得沉淀在300°C条件下焙烧4h(焙烧过程中升温速率控制在rC/min),焙烧结束即得 本发明用于苯甲醇选择性氧化制苯甲醛的催化剂,记为催化剂C3。
[0038] 实施例5
[0039] (1)秤取4.9016g四水合醋酸锰(以Mn原子数量计为0.02mol)和2.1950g二水合醋 酸锌(以锌原子数量计为〇. Olmol)溶于150ml去离子水,然后转移至500ml烧瓶,加热至80 °C,在搅拌条件下,向其中滴加150ml浓度为0.2moI/L的草酸铵(速度为1滴/S);待滴加结束 后在80°C保温条件下继续反应3h后停止加热,继续搅拌过夜;
[0040] (2)将步骤(1)所得沉淀过滤,洗涤(水、醇交替各洗三次)然后60°C烘干(IOh),再 将所得沉淀在300°C条件下焙烧10h(焙烧过程中升温速率控制在rC/min),焙烧结束即得 本发明用于苯甲醇选择性氧化制苯甲醛的催化剂,记为催化剂C4。
[0041 ] 测试例
[0042]将本发明实施例中的催化剂C0-C4用于测试苯甲醇催化氧化制苯甲醛的催化性 能,测试条件为:苯甲醇为5mmol,分子氧的流速为40ml/min,催化剂的用量为500mg,溶剂为 甲苯,用量为20ml,反应温度为102°C。最终苯甲醇的转化率和苯甲醛的收率见表:
[0043]表1本发明所得催化剂的苯甲醇的转化率和苯甲醛的收率

[0046] (1)从表中可以看出,在苯甲醇催化氧化制苯甲醛反应中使用本发明所制催化剂 时苯甲醇的转化率跟苯甲醛的收率C3最高,所用时间最短,比表面积最大。
[0047] (2)XRD衍射测试:如图1所示,CO为单一锰氧化物图谱,其为不定型氧化锰。Cl为 铜、锰的复合氧化物,有非常弱的CUQ.45lMn〇.459〇2复合物特征峰。C2为钴、锰复合氧化物,有非 常弱的CoMn 2O4.5复合物特征峰。C3为镍、锰复合氧化物,有很弱的NiMnO3复合物特征峰。C4为 锌、锰复合氧化物,有比较强的ZnMn 2O4特征峰。结合表1中的数据分析容易得出:另一种金属 的加入的确影响了催化剂的活性。而镍、铜的加入提高了氧化锰的催化活性,镍的协同增强 效果最强;钴、锌的加入降低了氧化锰本身的催化活性,锌表现的较为突出。
[0048] (3)TEM测试:如图2所示,从催化剂C0-C4的透射电镜图可以辨认出,本发明所制的 催化剂均为疏松多孔催化剂,孔径大约为3_5nm,属于介孔材料,这与表1中如此大的比表面 积是相一致,也是本发明的优势之所在。
[0049]上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化, 均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于苯甲醇选择性氧化制苯甲醛的催化剂的制备方法,其特征在于按照以下操 作步骤: (1) 分别秤取可溶性Μη盐和过渡金属可溶性盐,混合后加入去离子水配成溶液;所述过 渡金属可溶性盐为可溶性Cu盐、可溶性Co盐、可溶性Ni盐或可溶性Ζη盐; (2) 将步骤(1)所得溶液在保温和搅拌条件下,向其中滴加草酸盐,形成沉淀后过滤,洗 涤,干燥,焙烧,得到用于苯甲醇选择性氧化制苯甲醛的催化剂。2. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述可溶性Μη盐和过渡金属 可溶性盐均为醋酸盐。3. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述可溶性Μη盐中的Μη原子 和过渡金属可溶性盐中的金属原子的摩尔比为2:1。4. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述保温条件的温度是40~ 8(TC〇5. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述草酸盐为草酸铵,滴加速 度为每秒1滴,滴加结束后后续保温反应3h,之后停止加热,继续搅拌过夜。6. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述洗涤是采用水和醇交替 各洗三次。7. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述干燥温度为40~80°C,时 间为15~24h。8. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述焙烧温度为300°C,时间 为4~1 Oh,焙烧升温速率为1°C/min。
【专利摘要】本发明属于催化剂技术领域,公开了一种用于苯甲醇选择性氧化制苯甲醛的催化剂及其制备方法。该方法按照步骤:秤取可溶性Mn盐和过渡金属可溶性盐,混合后加入去离子水配成溶液;所述过渡金属可溶性盐为可溶性Cu盐、可溶性Co盐、可溶性Ni盐或可溶性Zn盐;将所得溶液在保温条件下,向其中滴加草酸盐,形成沉淀后过滤,洗涤,干燥,焙烧,得到用于苯甲醇选择性氧化制苯甲醛的催化剂。该催化剂的活性好,苯甲醇的转化率和苯甲醛的收率均很高,克服了现有阶段过渡金属活性低,贵金属又昂贵等问题。
【IPC分类】C07C47/54, B01J35/10, B01J23/889, B01J37/03, C07C45/38, B01J23/34
【公开号】CN105664926
【申请号】CN201610133765
【发明人】余林, 郑海龙, 程高, 赵少飞, 廖菽欢
【申请人】广东工业大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月9日
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