專利名稱：一種用于1，2－丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
丙酮醛(又稱甲基乙二醛)是合成丙酮酸、丙酮酸鈣的中間體，同時被大量運(yùn)用于生物化學(xué)領(lǐng)域。
傳統(tǒng)的丙酮醛制造工藝以1，2-丙二醇為原料，電解銀作為催化劑，氣相脫氫氧化制得丙酮醛。該法存在的問題是對反應(yīng)溫度要求較高，欲達(dá)到較高的收得率一般說來反應(yīng)溫度需要在500℃以上，同時由于電解銀催化劑很容易在高溫時發(fā)生團(tuán)聚，從而會導(dǎo)致催化劑的活性急劇下降，反應(yīng)床層壓力增大，最后不得不停止生產(chǎn)。而且，高溫時，原料易斷鍵發(fā)生深度氧化，催化劑表面也容易積碳。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑。
本發(fā)明的提出的用于1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑，是負(fù)載在包有超薄沸石膜的金屬網(wǎng)上的電解銀納米顆粒，催化劑中銀納米顆粒的含量是1-20wt％，添加組份的含量是0-10wt％，包有沸石膜的金屬網(wǎng)的含量是70-99wt％。
本發(fā)明的用于1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑的制備方法，其具體步驟如下(1)采用層疊層方法在金屬網(wǎng)上長出相應(yīng)沸石的晶種，然后將金屬網(wǎng)浸入一定摩爾配比的Na2O·Al2O3·SiO2·H2O的溶液中，在40-80℃溫度下靜置2-5小時，即用電泳沉積法在金屬網(wǎng)上獲得單層納米尺寸的沸石；(2)將包有沸石膜的金屬網(wǎng)浸入硝酸銀電解液作為陰極，金屬銀為陽極，使金屬銀納米顆粒均勻分布在沸石膜上，硝酸銀濃度是1-20wt％，電解時間1-20分鐘；(3)將(2)中得到的金屬網(wǎng)洗滌后加入0-20wt％金屬氧化物添加組份；(4)將(3)中得到的金屬網(wǎng)在100-200℃下烘干，300-550℃下焙燒1-4小時，即得到產(chǎn)物。
本發(fā)明中，金屬氧化物添加組份是銀或錳或鋅的氧化物中的一種或其混合物中的一種或混合物。
本發(fā)明中，洗滌后加入金屬氧化物量是0.5-10wt％。
本發(fā)明中，金屬網(wǎng)可以是銅網(wǎng)、銀網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)之一種。
本發(fā)明中，金屬氧化物在電解時用超聲分散方法加入。
本發(fā)明中，金屬氧化物是用機(jī)械混合方式加入。
本發(fā)明中，納米銀沸石膜催化劑作為1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┐呋瘎┑膽?yīng)用。利用本發(fā)明，將1，2-丙二醇與氧氣在摩爾比為0.6-4.0范圍內(nèi)加熱氣化混合后進(jìn)入催化床反應(yīng)，催化床是已用層疊層法以及電解法制備的納米銀沸石膜催化劑，在200-450℃溫度下，1，2-丙二醇的液時空速是0.5-10.0hr-1條件下反應(yīng)，即可獲得高轉(zhuǎn)化率的1，2-丙二醇和高選擇性的丙酮醛。
本發(fā)明催化劑制備采用層疊層—電解法，低溫催化效果優(yōu)于傳統(tǒng)的電解銀催化劑，在活性組分銀納米顆粒均勻分散的納米銀沸石膜催化劑存在下，1，2-丙二醇通過氣相脫氫制備丙酮醛的方法。該法的特點(diǎn)在于催化脫氫連續(xù)進(jìn)行，1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎湟徊酵瓿?，反?yīng)溫度較低，工藝簡單，催化脫氫的轉(zhuǎn)化率可達(dá)95.1％，選擇性可達(dá)75.6％。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
實(shí)施例1，催化劑的制備(1)采用層疊層方法在銅網(wǎng)上長出單層納米尺寸的LTA沸石，將之浸入摩爾組成為80Na2O∶Al2O3∶9SiO2∶5000H2O的溶液中，在80℃條件下靜置2小時；(2)采用硝酸銀溶液為電解液，銀為陽極，包有沸石膜的銅網(wǎng)為陰極電解，使銀納米顆粒均勻分布在沸石膜上；(3)將以上固體在200℃烘干，550℃焙燒1hr，即可得到1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑拇呋瘎?br>
實(shí)施例2，催化劑的制備(1)采用層疊層方法在銅網(wǎng)上長出單層納米尺寸的LTA沸石，將之浸入摩爾組成為80Na2O∶Al2O3∶9SiO2∶5000H2O的溶液中，在40℃條件下靜置5小時；(2)采用硝酸銀溶液為電解液，銀為陽極，包有沸石膜的銅網(wǎng)為陰極電解，使銀納米顆粒均勻分布在沸石膜上；(3)將以上固體在100℃烘干，300℃焙燒4hr，即可得到1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑拇呋瘎?br>
實(shí)施例3，利用實(shí)施例2方法制得的催化劑，選用80毫克納米銀沸石膜催化劑裝入一個直徑為10mm的不銹鋼反應(yīng)器中，催化劑中銀納米顆粒的含量是14％，包裹有超薄沸石膜的銅網(wǎng)的含量是86％，將1，2-丙二醇加入氣化器，與預(yù)熱后的氧氣混合，再經(jīng)過熱后進(jìn)入催化床進(jìn)行反應(yīng)，1，2-丙二醇的進(jìn)料量為4.0ml/hr，氧氣進(jìn)料流量為1.32l/h，反應(yīng)溫度340-360℃，1，2-丙二醇轉(zhuǎn)化率94％，丙酮醛的選擇性為73％。
實(shí)施例4，利用實(shí)施例2制得的催化劑，選用120毫克納米銀沸石膜催化劑裝入一個直徑為10mm的不銹鋼反應(yīng)器中，催化劑中銀納米顆粒的含量是14％，包裹有超薄沸石膜的銅網(wǎng)的含量是86％，1，2-丙二醇進(jìn)料方法同例3，1，2-丙二醇的進(jìn)料量為4.0ml/hr，氧氣進(jìn)料流量為1.32l/h，反應(yīng)溫度340-360℃，1，2-丙二醇轉(zhuǎn)化率95％，丙酮醛選擇性為67％。
權(quán)利要求
1.一種用于1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑，其特征是催化劑是負(fù)載在包有超薄沸石膜的金屬網(wǎng)上的電解銀納米顆粒，催化劑中銀納米顆粒的含量是1-20wt％，添加組份的含量是0-10wt％，包有沸石膜的金屬網(wǎng)的含量是70-99wt％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑的制備方法，其特征是(1)采用層疊層方法在金屬網(wǎng)上長出相應(yīng)沸石的晶種，然后將金屬網(wǎng)浸入一定摩爾配比的Na2O·Al2O3·SiO2·H2O的溶液中，在40-80℃溫度下靜置2-5小時，即用電泳沉積法在金屬網(wǎng)上獲得單層納米尺寸的沸石；(2)將包有沸石膜的金屬網(wǎng)浸入硝酸銀電解液作為陰極，金屬銀為陽極，使金屬銀納米顆粒均勻分布在沸石膜上，硝酸銀濃度是1-20wt％，電解時間1-20分鐘；(3)將(2)中得到的金屬網(wǎng)洗滌后加入0-20wt％金屬氧化物添加組份；(4)將(3)中得到的金屬網(wǎng)在100-200℃下烘干，300-550℃下焙燒1-4小時，即得到產(chǎn)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑，其特征是金屬氧化物添加組份是銀或錳或鋅的氧化物中的一種或其混合物中的一種或混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑，其特征是洗滌后加入金屬氧化物量是0.5-10wt％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑，其特征是金屬網(wǎng)是銅網(wǎng)、銀網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)之一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑，其特征是金屬氧化物在電解時用超聲分散方法加入。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑，其特征是金屬氧化物是用機(jī)械混合方式加入。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑作為1，2-丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┐呋瘎┑膽?yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬于化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于1，2－丙二醇?xì)庀嗝摎溲趸铣杀┑募{米銀沸石膜催化劑制備方法。本發(fā)明的催化劑是在包有超薄沸石膜的金屬網(wǎng)上負(fù)載電解銀納米顆粒，催化劑的制備采用層疊層—電解法，通過電解將銀沉積在沸石膜上，該催化劑低溫催化效果優(yōu)于傳統(tǒng)的電解銀催化劑，在活性組分銀納米顆粒均勻分散的納米銀沸石膜催化劑存在下，1，2－丙二醇通過氣相脫氫制備丙酮醛的方法。該催化劑的特點(diǎn)在于催化脫氫連續(xù)進(jìn)行，1，2－丙二醇?xì)庀嗝摎湟徊酵瓿?，反?yīng)溫度較低，工藝簡單，催化脫氫的轉(zhuǎn)化率可達(dá)95.1％，選擇性可達(dá)75.6％。
文檔編號C07C45/00GK1586719SQ20041005306
公開日2005年3月2日 申請日期2004年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月22日
發(fā)明者沈江, 山巍, 杜俊明, 徐華龍, 沈偉, 唐頤 申請人:復(fù)旦大學(xué)