一种烯烃环氧化催化剂
在采用氨过氧化物作为氧载体与丙締共氧化生成环氧丙烷的方法,即HALC0N法 (哈康法)中,工业上催化剂常采用均相钢系催化剂。当氨过氧化物为叔下基过氧化氨 下简称TBH巧时,采用的均相钢催化剂为二钢酸锭乙二醇络合物。由于均相钢催化剂在反 应后无法通过精制纯化直接循环使用,只能通过焚烧处理回收其中的钢金属再重新制备反 应用催化剂,因此当采用此类均相钢催化剂催化丙締环氧化时,工艺过程相对复杂,且因催 化剂的回收、处理、制备技术相对封锁,造成催化剂成本较高。众所周知,采用非均相催化剂,催化剂的回收处理成本要远低于采用均相催化剂 的工艺。但由于TBHP与双氧水和乙苯过氧化氨相比,TBHP的化学性质相对稳定,过氧双键 的键能较高,一般非均相催化剂很难越过其反应能级,达到降低其与締控环氧化反应的活 化能的目的,而且当前所使用的均相催化剂在催化TBHP与丙締反应的过程中,TBHP对环氧 丙烷的选择性约为80%左右,所发生的副反应主要是TBHP自身的分解反应W及TBHP和丙 締反应酸化反应生成PGTBE (丙二醇叔下基酸),副反应的产生导致了 TBHP和丙締两种反应物对环氧丙烷选择性的降低。
为解决以上技术问题,本发明的一个目的在于提供一种締控环氧化催化剂,该催 化剂属于非均相催化剂,其易与产物分离,可重复使用,且活性高,将其用于丙締环氧化制 备环氧丙烷,尤其是W叔下基过氧化氨为氧化剂,液相丙締的环氧化制备环氧丙烷,可W实 现丙締转化率高达3. 5wt %,环氧丙烷选择性高达92wt %。技术方案如下:一种締控环氧化催化剂,所述催化剂包含载体、金和锭,基于催化剂总重,金含 量为0. 01~0.1 wt %,优选0. 03~0. 07wt % ;锭含量为0. 01~0.1 wt %,优选0. 05~ 0. 09wt%;载体含量为99. 8~99. 98wt%,优选99. 85~99. 92wt%;所述的载体为经嫁、棚 和碱金属共同修饰后的Ti-SBA-15分子筛。催化剂W 经嫁、棚和碱金属共同修饰后的Ti-SBA-15分子筛为载体,通过沉积沉淀法在其上负载贵 金属Au和化制备所得。催化剂形式为Au-化/Ga-B-M-Ti-SBA-15 (M代表碱金属),使用 Ti-SBA-15分子筛可W为催化剂提供一个比普通铁娃分子筛更大的比表面积,使得贵金属 金-锭的负载量低,提高贵金属原子的分散度,保证催化剂活性组分的含量。由于Ga较大 的原子半径,Ga的渗入使可W使活性组分颗粒在载体上的分布更加均匀,有效增加催化剂 的催化活性。但由于Ga的加入使得催化剂内部的酸性位增加,而碱金属的加入可W有效 消除酸性位的影响。由于棚为缺电子原子,其具有较强的吸电子性能,棚的加入将更有利于 TBHP被吸附至催化剂表面发生反应,而且由于Ti-SBA-15分子筛和棚原子之间存在较强烈 的吸附作用,B原子将始终优先占据分子筛中素乱的或不规则的空隙,运将有利于分子筛的 孔径和孔容的稳定。
制备方案如下:
1、载体的制备:在30~50°C溫度条件下,将按质量份10~20份表面活性剂加入到 30~50份盐酸水溶液中,然后加入10份正娃酸四乙醋,同时加入2~8份由铁酸正下醋、 有机溶剂、可溶性嫁盐和碱金属棚酸盐组成的混合液,待出现白色凝胶后揽拌,老化、过滤、 干燥、赔烧得到Ga-B-M-Ti-SBA-15分子筛载体;
2、催化剂制备:将一定浓度比例的氯金酸和可溶性锭盐溶液加热到40~90°C,使用 碱溶液调节抑值为6~8,随后加入载体,在该溫度下老化后分离干燥,得到催化剂Au-化/ Ga-B-M-Ti-SBA-15。