[发明专利]一种负载型银基催化剂、其制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种负载型银基催化剂，包括载体和负载在所述载体上的银‑吡唑类配合物。本发明将银‑吡唑类配合物负载在载体上得到催化剂，可用于丙烯直接催化氧化制备1，2‑丙二醇，该催化剂易于大量合成、成本低廉、反应过程简单温和。本发明以上述催化剂电催化氧化丙烯生产丙二醇选择性高、稳定性好，具有较高的法拉第效率和丙二醇产率。实验结果表明，在相对于银‑氯化银电极1.6伏特电位下产丙二醇的法拉第效率达到19.7％，在相对Ag/AgCl电极2.4伏特电位下丙二醇产率即可达到288.9毫摩尔/克subgt;催化剂/subgt;/小时。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一类负载型银基催化剂、其制备方法及其应用。

背景技术

1，2-丙二醇是一种基础化学品，是生产不饱和聚酯、环氧树脂、聚氨酯树脂的重要原料，在制药、化妆品、食品制造行业等有多种用途。

1,2-丙二醇的工业化生产方法主要有环氧丙烷水合法，丙烯直接催化氧化法和1,2-二氯丙烷水解法。环氧丙烷水合法需要消耗大量昂贵的环氧丙烷，成本较高；以1,2-二氯丙烷水解法在生产过程中对设备腐蚀严重，产生大量废水废渣，而且1,2-二氯丙烷是致癌物，会对工人的身体健康产生危害。丙烯直接催化氧化制备1,2-丙二醇是一种较为便捷的方式，然而目前的工艺主要是使用昂贵且易爆的过氧化氢作为氧源，使得其大规模生产受到阻碍。因此，亟需发展一种绿色环保且成本低廉的丙烯直接氧化制备1，2-丙二醇的新工艺。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种负载型银基催化剂、其制备方法及其应用，该负载型银基催化剂可用于丙烯直接催化氧化制备1，2-丙二醇，成本低廉、反应过程简单温和，选择性高、稳定性好。

本发明提供了一种负载型银基催化剂，包括载体和负载在所述载体上的银-吡唑类配合物。

本发明将银-吡唑类配合物负载在载体上得到催化剂，可用于丙烯直接催化氧化制备1，2-丙二醇，成本低廉、反应过程简单温和。

在一些具体的实现方式中，所述银-吡唑类配合物中，吡唑类选自吡唑、甲基吡唑或硝基吡唑，包括但不限于吡唑、1-甲基吡唑、3-甲基吡唑、4-甲基吡唑、1-硝基吡唑、3-硝基吡唑或4-硝基吡唑中的一种或多种，优选为吡唑。

在一些具体的实现方式中，所述载体选自碳载体，包括但不限于炭黑、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种，优选为炭黑。在一些具体的实现方式中，所述载体的粒径为30～300nm，优选为30～200nm，更优选为30～100nm，最优选为30～50nm。

在一些具体的实现方式中，所述银-吡唑类配合物的负载量为0.1wt％～10wt％，优选为0.5wt％～5wt％，更优选为2wt％～3wt％。

本发明还提供了上述催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将银盐与吡唑类化合物混合反应，得到银-吡唑类配合物；

将所述银-吡唑类配合物与载体分散液混合，得到负载型银基催化剂。

本发明首先将载体分散于溶液中，得到载体分散液，例如，将炭黑分散于甲醇和水的混合溶液中，得到载体分散液。在一些具体的实现方式中，优选采用超声的方式进行分散。在一些具体的实现方式中，所述分散的时间为10～50min，优选为30min。

本发明以银盐和吡唑类化合物为原料进行银吡唑类配合物的制备，其中，吡唑类化合物作为配体，参照上文所述，本申请在此不再赘述。在一些具体的实现方式中，所述银盐选自硝酸银、乙酸银和高氯酸银中的一种或多种。具体而言，本申请首先将银盐溶解，然后调节银盐溶液的pH值为弱酸性，例如5～7，然后加入吡唑类化合物进行反应，得到银-吡唑类配合物。在一些具体的实现方式中，可以采用稀硝酸对银盐溶液进行pH值调节。在一些具体的实现方式中，所述银盐和吡唑类化合物的摩尔比为1:1～3，优选为1:2。