[发明专利]负载纳米金的复合钛硅分子筛及其制备方法和丙烯气相环氧化的方法

说明书

本发明涉及丙烯环氧化催化剂技术领域，具体涉及负载纳米金的复合钛硅分子筛及其制备方法和丙烯气相环氧化的方法，所述方法包括：在含氯金酸和钛硅分子筛的混合体系中加入pH调节剂，调节混合体系pH为6‑10，接着进行搅拌得到悬浊液；将所述悬浊液过滤得到的滤渣进行焙烧，得到负载纳米金的复合钛硅分子筛；其中，所述钛硅分子筛的总孔体积0.55‑0.7cmsupgt;3/supgt;/g，介孔体积为0.3‑0.5cmsupgt;3/supgt;/g。本发明通过具有特定物性参数的钛硅分子筛上负载金纳米颗粒，得到的复合钛硅分子筛应用于丙烯气相环氧化反应时，具有高催化活性，丙烯的转化率提高至5％‑10％，环氧丙烷选择性提高至87％‑92％。

技术领域

本发明涉及丙烯环氧化催化剂技术领域，具体涉及负载纳米金的复合钛硅分子筛及其制备方法和丙烯气相环氧化的方法。

背景技术

环氧丙烷，又名氧化丙烯或甲基环氧乙烷，是重要的有机化工原料。环氧丙烷衍生品广泛应用于化工、医疗、轻工业、食品等领域。其中，环氧丙烷是合成聚醚多元醇、丙二醇等重要化工产品的原料，此外环氧丙烷还可以用作表面活性剂，环氧丙烷的衍生物数量成千上万，广泛应用于建筑业使用的保温材料，以及加工制造业所用的家具、油漆、弹性体、胶粘剂等行业。

目前，环氧丙烷的工业化生产方法主要是氯醇法、共氧化法和直接氧化法(HPPO)。氯醇法的资源消耗大，设备腐蚀严重，同时还产生大量废水和废渣；共氧化法则工艺流程长、副产物多、对生产设备要求高。HPPO法的产物中只有环氧丙烷和水，产品选择性高，副产物少，且工艺流程简单无污染；但该法仍存在能耗高、溶剂需求量大等问题。以分子氧为氧源的丙烯气相环氧化，即氧气直接氧化法是最有前景的环氧丙烷生产方法，近十几年来也已经成为学术界关注的热点。氧气直接氧化法是在贵金属负载型催化剂上进行的，在催化剂作用下丙烯与氢气、氧气反应生产环氧丙烷与水。其中，Au催化体系是主要应用于此反应的催化剂体系。

负载在锐钛矿(TiO₂)上的金催化剂可在温和的条件下选择性地将丙烯环氧化为环氧丙烷，但其失活迅速、反应速率过低和氢气效率差。研究发现，采用TS-1分子筛作为Au纳米粒子的载体，是环氧化反应的有效催化剂，但是由于TS-1分子筛孔径较小，环氧丙烷产物难以扩散而在孔道内堆积，导致副反应发生和催化剂失活。

目前，以钛硅分子筛作为纳米金载体的催化剂研究较少，且应用于丙烯环氧化反应中，都无法兼顾丙烯转化率和环氧丙烷选择性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术催化剂无法兼顾丙烯环氧化反应中丙烯转化率和环氧丙烷选择性的问题，提供负载纳米金的复合钛硅分子筛及其制备方法和丙烯气相环氧化的方法。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种制备负载纳米金的复合钛硅分子筛的方法，所述方法包括：

在含氯金酸和钛硅分子筛的混合体系中加入pH调节剂，调节混合体系pH为6-10，接着进行搅拌得到悬浊液；

将所述悬浊液过滤得到的滤渣进行焙烧，得到负载纳米金的复合钛硅分子筛；

其中，所述钛硅分子筛的总孔体积0.55-0.7cm³/g，介孔体积为0.3-0.5cm³/g。

本发明第二方面提供一种负载纳米金的复合钛硅分子筛，根据前述第一方面所述的方法制备得到。

本发明第三方面提供一种丙烯气相环氧化的方法，所述方法包括：在惰性气体保护下以及催化剂存在下，将氢气、氧气、丙烯混合进行反应，得到环氧丙烷；所述催化剂包含前述第二方面所述的负载纳米金的复合钛硅分子筛。

通过上述技术方案，本发明通过在具有特定物性参数的钛硅分子筛上负载金纳米颗粒，得到的复合钛硅分子筛应用于丙烯气相环氧化反应时，具有高催化活性，丙烯的转化率提高至5％-10％，环氧丙烷选择性提高至87％-92％。

附图说明