[发明专利]一种Cu/m-ZrO2催化剂及制备方法及用途

说明书

本发明公开了一种Cu/m‑ZrO₂催化剂及制备方法及用途。一种Cu/m‑ZrO₂催化剂，由Cu和纯单斜相二氧化锆m‑ZrO₂组成，Cu为活性组分，纯单斜相二氧化锆m‑ZrO₂为催化剂载体。Cu/m‑ZrO₂催化剂，在沉积沉淀过程中，铜盐溶液与碱液逐渐加入载体溶液中，并通过超声作用将铜组分更加均匀的分散在载体上。对于二乙醇胺脱氢反应，而目前使用的Cu/ZrO₂催化剂中大都为四方相ZrO₂或单斜相与四方相同时存在，缺乏对纯单斜相ZrO₂及不同晶相ZrO₂作用机理的研究。本发明的催化剂载体为纯单斜m‑ZrO₂，有利于探究m‑ZrO₂晶相结构在催化过程中的用机理及二乙醇胺脱氢机理。

技术领域

本发明涉及一种催化剂制备方法，特别涉及一种基于纯单斜相ZrO₂为载体的铜基催化剂的制备方法。

背景技术

亚氨基二乙酸是一类重要的精细化工中间体，在农药、染料、水处理、医药、功能高分子、电镀工业等方面有着广泛的应用，尤其是作为除草剂草甘膦的合成原料使用量巨大，而目前草甘膦是世界上用量最大、增长最快的农药产品之一。亚氨基二乙酸的合成方法较多，其中二乙醇胺脱氢法工艺简单，技术相对成熟。

美国专利US 2384817(Chitwood,Henry C.Catalytic alkaline oxidation ofalcohols，US 2384817[P].1945.)首次提出在含铜或含银催化剂作用下，伯醇在碱性环境中可氧化脱氢生成羧酸盐，但随着反应的进行，铜在反应过程中易烧结，催化活性丧失。

美国专利US5627125(Ebner,Jerry R,Franczyk,Thaddeus S.Process forpreparing carboxylic acid salts and methods for making such catalysts andcatalysts useful in such process:US,US 5627125[P].1997)以耐碱性载体碳负载铜基催化剂，降低了反应时间，但催化剂中仍然需要0.05～10％的贵金属将铜锚定在载体上，生产成本较高，同时含碳催化剂后处理复杂，降低生产效率。

美国专利US8298985(Morgenstern D A,Arhancet J P,Berk H C.Catalyst fordehydro-genating primary alcohols:US,US8298985[P].2012.)指出在反应过程中，催化剂表面磨损变形，比表面积减少，导致催化剂失去活性，因此，需要引入载体以增强催化剂在反应中的稳定性。

铜基催化剂载体多样，美国专利US7329778(Morgenstern D A,Arhancet J P,Berk H C,et al.Process and catalyst for dehydrogenating primary alcohols tomake carboxylic acid salts:US,US7329778[P].2008.)以海绵体Ni作为催化剂载体，制得的Cu/海绵体Ni催化剂，在150℃时催化二乙醇胺脱氢合成亚氨基二乙酸盐，其收率可达92％且选择性较好。