一种甲苯液相高选择性催化氧化合成苯甲醛的催化剂

摘要

本发明公开了一种用于甲苯液相高选择性催化氧化的新型催化剂。催化剂主要以高温稳定性的碱土金属复合氧化物为载体；以高活性的金属(V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Au、Pd、Pt)等为催化氧化活性中心。本发明所制备的催化剂在甲苯的液相氧化中显示了很高的选择性和活性，在反应温度为90～160℃下，反应时间2～48h，空气或氧气的压力为0.5～2.0MPa下，苯甲醛的最高选择性可为94.0％，甲苯的转化率也最高达45.0％。与已报道的结果相比，本发明所制备的催化剂在高温下仍具有良好的介孔结构，其在催化作用过程中，甲苯的转化率和苯甲醛的收率高，同时反应体系中不添加任何溶剂或有机添加剂，具有产率高、成本低、不对环境产生污染，易分离和重复性能好等诸多优点。

主权项

一种用于甲苯液相高选择性催化氧化的新型催化剂，其特征在于：催化剂主要以高温稳定性的碱土金属复合氧化物为载体；以高活性的金属：V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Au、Pd或Pt为催化氧化活性中心，其中所负载金属元素的含量占催化剂总质量的0.03～1.0％，上述用于甲苯液相选择性氧化制苯甲醛新型催化剂的制备方法包括如下步骤：(1)配制二价碱土金属硝酸盐和硝酸铝的混合水溶液，控制碱土金属阳离子与铝离子的摩尔比在2.0～5.0；控制阳离子的总浓度在0.2～1.5mol/L；(2)配制碳酸铵水溶液，控制碳酸铵和硝酸铝的摩尔用量相同，将以上两溶液混合后充分搅拌0.5小时，温度控制在60℃，在此过程中利用NH₄OH控制混合溶液的pH值在8～11.5，然后将所得的胶体过滤或离心脱水，用水洗至中性，100℃烘干，所得的固体样品300～700℃下N₂气中煅烧4小时，可得相应的金属复合氧化物；(3)将所得金属复合氧化物置于质量百分比浓度为1～10％的卤化胺水溶液中，并在其中添加等体积的0.1mol/L模板剂水溶液，温度控制在60～100℃，pH值控制在8.0～11.5，12小时后加入过渡金属硝酸盐或贵金属盐，保持过渡金属硝酸盐的摩尔数为碱土金属摩尔数的5～20％，贵金属摩尔数为碱土金属摩尔数的0.1～1.0％，同时加入适量的H₂O₂，保持H₂O₂摩尔数和卤化胺的摩尔数相等，搅拌24小时，所得的胶体过滤或离心脱水，100℃烘干，800～1200℃下氮气中煅烧2～10小时所需新型催化剂。