金催化剂合成及催化反应示意图
环氧丙烷作为化学中间体，工业上用于生产聚醚多元醇、丙二醇、乙二醇醚和石油的破乳剂等，广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等领域。近年来，环氧丙烷的需求量不断增加，包括中国在内的亚洲市场需求剧增，2009年环氧丙烷需求量达到6.45Mt，预计到2012年，世界环氧丙烷的生产能力将达9.23Ｍt·a-1。目前，环氧丙烷的生产方法主要有氯醇法和共氧化法。氯醇法采用氯气、水与丙烯发生氯醇化反应，生成中间体氯丙醇，然后用石灰水皂化制得环氧丙烷。技术成熟，投资较低，但需耗用大量氯气，生产过程中产生的次氯酸严重腐蚀设备，产生大量石灰渣和含氯废水，综合治理投资较大。共氧化法利用不同有机氢过氧化物与丙烯环氧化生产环氧丙烷。根据原料和联产品的不同，共氧化法分为异丙苯氧化法和异丁烷共氧化法。与氯醇法工艺相比，共氧化法大幅度提高了单套装置的生产规模，减少污水的排放等，克服了氯醇法三废污染严重、腐蚀严重和消耗氯资源的缺点，但也存在工艺流程长、防爆要求严格、投资大、对原料规格要求高、操作条件苛刻和副产物比例大等缺点，因此，共氧化法装置必须考虑对联产品有效利用需求，才能显示出其优越性。鉴于生产环氧丙烷工艺过程存在的问题，工业界与学术界都在寻求一种环境友好的技术路线。自1997年Haruta发现纳米金负载锐钛矿相TiO2在氢气－氧气气氛可以选择性催化生成环氧丙烷后，金催化剂成为该领域的研究热点。
中国科学院成都有机化学研究所张小明等人以高温氨气处理制得含氮微孔钛硅分子筛(NTS-1)为载体, 用沉积-沉淀法制得了一系列纳米金催化剂. 考察了纳米金催化剂在氢气和氧气共存下催化丙烯气相环氧化制环氧丙烷反应中的催化性能. 结果表明: 高温氨气处理钛硅分子筛(TS-1)载体降低了其酸性, 提高了纳米金催化剂制备中金的利用率和纳米金催化剂中金的分散度, 显著提高纳米金催化剂的催化活性. 载体酸性降低和载体表面–NH2配位效应增强了催化剂活性。