载于碳上的铑催化剂
聚合级或“纯化的”对苯二甲酸是制备聚对苯二甲酸乙二醇酯的原料，聚对苯二甲酸乙二醇酯则是用于制备聚酯纤维、聚酯膜及用于制备聚酯瓶子及类似容器的聚酯树脂的主要的高聚物。纯化的对苯二甲酸是使用氢和一种贵金属催化剂，对纯度较低的工业级或“粗制”对苯二甲酸纯化而制得的，这种方法见Meyer的美国专利NO.3，584，039或Stech等人的美国专利NO.4，405，809所述。这种纯化方法是在升高温度的水中溶入不纯的对苯二甲酸，然后对得到的溶液加氢。加氢最好是在载于碳载体上的含贵金属（一般是钯）的加氢催化剂存在下进行，见Pohlmann的美国专利NO.3，726，915。这种加氢步骤可使不大纯的对苯二甲酸中的各种有色杂质转变成无色产物。然而，对甲苯甲酸也是一种必须从加氢的对苯二甲酸水溶液中除去的杂质。尽管与对苯二甲酸在水中的溶解度相比，对甲苯甲酸的溶解度要大，可使它达到较大程度的去除，但是当用结晶法从加氢的对苯二甲酸溶液回收纯化的对苯二甲酸时，相当量的对甲苯甲酸还留在对苯二甲酸晶体中。然而，可购得的商品铑-碳催化剂会使相当量的对苯二甲酸分解成苯甲酸，因而使纯对苯二甲酸的产率降低。因而需要采用对4-羧基苯甲醛选择性脱羧而不会使相当量的对苯二甲酸同时转变为苯甲酸的铑-碳催化剂。
现在已经发现，可以制备出一种铑-碳催化剂，这种催化剂在纯化对苯二甲酸的过程中，在还原条件下可使4-羧基苯甲醛脱羧变成苯甲酸的选择性提高，使除去有色物质和荧光杂质的活性增强。本文设计了适于在加氢反应器中纯化粗制对苯二甲酸用的颗粒催化剂组合物。本文的催化剂组合物含有载在多孔颗粒状碳载体材料上具有催化活性的铑，其表面积至少为约600平方米/克。以干燥催化剂组合物的总重量为基准，铑以元素金属计，铑在载体材料中的量为约0.01%～2%（重量）。另外，本发明的催化剂组合物对对苯二甲酸分解速率的降低与相同条件下采用相同催化剂金属载带量的钯-碳相当或几乎相同，而比可买到的商品铑-碳催化剂的低得多。
制备铑-碳催化剂或其前体的方法，它包括：使碱性多孔颗粒状碳载体材料与酸性正三价的铑盐水溶液接触一段时间，生成湿的含铑载体材料。碳载体材料的pH值至少约为9，但不超过约11，表面积至少约为600平方米/克，并处于水悬浮液中;铑盐水溶液的pH值约为1～4;所得含铑载体材料中铑的量，以干燥催化剂的重量为基准，铑按金属铑计，约为0.01～2%（重量）。载体材料和铑盐水溶液经过预先选择，使铑盐水溶液的pH和载体材料水悬浮液的pH总和处于约12～13.5的范围内。所得到的三价铑盐（RH3+）溶液的渗透深度至少约为5微米。本发明的铑-碳催化剂在刚制成还处于湿态时，其表面的pH值约为6～8。由本方法制成的本发明的催化剂，特别适用于对在溶剂中用含氧气体对对二甲苯进行连续液相催化氧化方法制得的粗制对苯二甲酸的纯化。对二甲苯的液相催化氧化适用的溶剂包括任何一种C2-C6脂族一元羧酸，如乙酸，丙酸，正丁酸，异丁酸，正戊酸，三甲基乙酸，己酸和水以及它们的混合物。溶剂最好是乙酸和水的混合物，在进入氧化反应器时，溶剂中最好含水1～20%（重量）。氧化反应器中由于高放热的液相氧化产生的热量至少部分耗散在使溶剂的挥发中，部分溶剂以蒸气形式从反应器引出，然后冷凝并再回收到反应器中。此外，部分溶剂以液体形式从反应器随产物流流出，从产物物料流中分离粗制对苯二甲酸产物后，一般，至少产物物流的部分母液（溶剂）又循环回到反应器中。
催化剂组合物和由本方法形成的催化剂是所谓“壳形”的。这就是说，大部分具有催化活性的铑分布在碳载体或催化剂金属载体材料的较薄外壁层即壳层中。多孔碳载体材料可以是具有下列表面积的任何合适的颗粒状活性碳：至少约600米2/克（N2;BET法），最好约800米2/克至约1500米2/克。极为重要的一点是，在本发明方法中所用的载体材料和在本发明催化剂的制备中所用的载体材料，其水悬浮液的pH值至少约为9，但不超过约11。从椰壳炭制得的活性炭颗粒较为适合于本发明的目的。但是从其它植物和动物来源制得的炭粒也适用，只要表面的碱度满足要求。不管本发明方法中用的或本发明催化剂制备中用的碳载体材料的来源如何，应当避免过度洗涤载体材料，以免其pH值降低到低于9左右。本发明方法中所用的碳载体材料的水悬浮液中的pH值约为10至11，最好约为10.5。由本方法刚制得的铑催化剂组合物，其表面最好基本上是中性的。制得的催化剂组合物，当其浸渍在水中形成悬浮液后，即在浸渍后一小时以内的期限内，立即测量其表面pH值，该值最好约为6至8。