[发明专利]氧化镁固体碱蒽醌降解物再生催化剂的制备方法和应用

说明书

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种氧化镁固体碱蒽醌降解物再生催化剂的制备方法，包括下述步骤：室温下，以镁盐及其结晶水合物为镁源，多元醇作为孔隙形成和结构导向剂，弱碱为沉淀剂，将沉淀后的物体进行洗涤后烘干，制得花状氧化镁前驱体；再将所述前驱体在空气中煅烧得到所述多孔花状氧化镁蒽醌降解物再生催化剂。本发明主要解决蒽醌降解物再生催化剂活性不足且稳定性低的问题，从而确保其再生催化活性的高效性和持久性。

技术领域

本发明涉及氧化镁固体碱蒽醌降解物再生催化剂的制备方法和应用。

背景技术

过氧化氢(H₂O₂)是一种环境友好的基础精细化学品，被广泛应用于医药、化工合成、环境保护、造纸和纺织等领域。过氧化氢全球年消耗量超过2000万吨(按照27.5％质量浓度计算)，我国年产量已达1250万吨，是世界上最大的生产国和消费国。蒽醌法是目前国际上规模化生产过氧化氢的唯一方法，在蒽醌氢化或氢蒽醌氧化过程中难以避免形成不具备过氧化氢生产能力的蒽醌衍生物则被称为蒽醌降解物。大部分蒽醌降解物可在再生催化剂的作用下转变为有效蒽醌并重复使用，其再生效率取决于再生催化剂的性能。目前，活性蒽醌的降解问题困扰着过氧化氢生产企业，是影响整个蒽醌法制过氧化氢产业技术进步的主要因素之一。

目前市场上蒽醌降解物再生催化剂主要为活性氧化铝载体负载NaOH、KOH或相应氧化物等活性组分，但是在使用过程中这些活性组分易溶入水而流失，平均使用寿命不到60天。催化剂寿命短意味着需要不断更新催化剂，将增加过氧化氢生产成本，污染环境，浪费国家宝贵的铝资源，因此，如何制备高活性和长寿命的蒽醌降解物再生催化剂一直是过氧化氢行业关注的热点和急需突破的关键问题。

美国专利US0018013公开了一种蒽醌法制过氧化氢中蒽醌降解物再生催化剂及其制备方法，采用浸渍的方式将可溶镁盐负载到氧化铝孔道内，并经合适的温度焙烧制备得到1～50wt％MgO/γ-Al₂O₃。在MgO/γ-Al₂O₃复合体系中，由于氧化镁在含水的体系中易转化为氢氧化镁晶体，导致氧化铝孔道破裂，再生催化剂的使用寿命变短，而且破碎的颗粒容易堵塞再生体系，影响整体体系的正常运转。但是相比较，再生活性有提高，说明氧化镁具有再生催化活性。

中国专利CN105174229公开了一种复合型蒽醌法双氧水工作液活性再生剂及其制备方法，主要是设计构建两层或三层的复合包覆结构，解决了工作液碱性过强、不可控和失稳的温度，但是该方法比较复杂，不适宜蒽醌降解物再生催化剂量大和附加值偏低的应用领域。

氧化镁是一种典型的成本低廉的固体碱催化剂，对蒽醌降解物有较好的再生活性，其高比表面积和适宜的孔径大小与分布无疑将有利于其再生活性的提高。其中大部分多孔结构氧化镁均是是在模板辅助的高温高压水热路线下，在耐压反应器中制备的，模板去除后处理复杂(Zhang Z.,Zheng Y.,Chen J.,Zhang Q.,Ni Y.,Liang X.,Adv.Funct.Mater.,2007,17,(14),2447-2454.)。毫无疑问，这些方法不适合大规模生产和应用。因此，探索高效可控制备多级孔结构花状氧化镁微球蒽醌降解物再生催化剂的方法越来越受到人们的关注。

本发明主要解决蒽醌降解物再生催化剂活性不足且稳定性低的问题，从而确保其再生催化活性的高效性和持久性。因此，本发明将促进整个蒽醌法制过氧化氢行业的技术升级，促进我国过氧化氢产品的市场竞争力，促进国家战略铝资源的高值、高效、绿色和持续化利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化镁固体碱蒽醌降解物再生催化剂的制备方法和应用，确保其再生催化活性的高效性和持久性，促进整个蒽醌法制过氧化氢行业的技术升级，利于铝资源的高值、高效、绿色和持续化利用。