[发明专利]一种钴锰溴催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种钴锰溴催化剂及其制备方法与应用。所述钴锰溴催化剂包括金属催化活性载体、助催化金属活性载体以及助氧化催化活性组分，所述助氧化催化活性组分、金属催化活性载体及助催化金属活性载体呈离子形式稳定分布于催化剂体系中，其中所述金属催化活性载体包括钴，所述助催化金属活性载体包括锰，所述助氧化催化活性组分包括溴。本发明制备钴锰溴催化剂的工艺简单安全且可靠，钴锰溴催化剂的有效活性成分被最大化保留。同时，本发明的钴锰溴催化剂在用于制备2，5‑呋喃二甲酸时，反应活性强，选择性高，安全无污染。

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种钴锰溴催化剂及其制备方法与应用，尤其涉及一种钴锰溴催化剂及其制备方法，钴锰溴催化剂于制备2，5-呋喃二甲酸中的用途。

背景技术

近年，现代工业在带给人类便利的同时，却也埋下无穷隐患，直接对野生动植物造成无法挽回的危害，每年有800万吨塑料倾倒进海洋，而目前海洋中约已经存在1.5亿吨难以降解的塑料制品，地球的未来正在被塑料吞没。

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％。海底塑料垃圾的不断增长，正在急速加剧塑料污染对海洋生态的影响。那么这样廉价而且对环境有益的材料获得工业化学品或它们的前体已经变得越来越需要，特别要关注的是能够由可再生来源获得的材料，即由列如种植、耕作或收获等生物活动所产生的材料。

在高分子聚合材料领域，被广泛应用的重点工业材料，由合成塑料、纤维、橡胶、涂料和胶粘剂等产品组成的现代工业下，呋喃二甲酸作为一种以其为核心可以被用来合成可降解塑料、半芳香尼龙、不饱和树脂等短期可作为石油基高分子的改性剂。特别是生产可降解塑料，这对现在的垃圾分类以及限塑令的政策具有很好的辅助作用。但现有的呋喃二甲酸制备工艺多以5-羟甲基糠醛作为反应原料，其熔点低，易液化，且因自身的醛基的不稳定性，无论是自身的保存或者氧化反应中都存在易分解，易聚合的不稳定现象，羟基和醛基的不同步氧化可能造成反应的不稳定，造成中间产物及副产物的聚集，反应趋势不易控制，选择性差，反应产率低。另外现有呋喃二甲酸制备工艺中所使用的钴锰溴催化剂也有难以制备、有效成分低、生产和使用成本偏高等缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种钴锰溴催化剂及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种钴锰溴催化剂，其包括金属催化活性载体、助催化金属活性载体以及助氧化催化活性组分，所述助氧化催化活性组分、金属催化活性载体及助催化金属活性载体呈离子形式稳定分布于催化剂体系中，其中所述金属催化活性载体包括钴，所述助催化金属活性载体包括锰，所述助氧化催化活性组分包括溴。

本发明实施例还提供了前述的钴锰溴催化剂的制备方法，其包括：

使包含金属催化活性载体、溴单质和溶剂的第一混合反应体系于45～98℃反应1.5～3.0h，获得第一中间产物；

使包含所述第一中间产物与助催化金属活性载体的第二混合反应体系反应，获得第二中间产物；

以及，使包含所述第二中间产物与酸的第三混合反应体系于75～98℃反应1～5h，获得钴锰溴催化剂。

本发明实施例还提供了前述的钴锰溴催化剂于制备2，5-呋喃二甲酸中的用途。

本发明实施例还提供了一种2，5-呋喃二甲酸的制备方法，其包括：

提供前述的钴锰溴催化剂；

使包含2，5-呋喃二甲醇、所述钴锰溴催化剂、氧化剂和有机酸的第四混合反应体系于 50～200℃反应2.0～12h，制得2，5-呋喃二甲酸。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：