[发明专利]一种用于醇氧化生成酯的钴基催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种用于醇氧化生成酯的钴基催化剂，其特征在于：所述钴基催化剂主要由过渡金属钴及碳、氮元素组成，其中各元素重量比为：钴27.0～50.0wt％，碳45.0～60.0wt％，氮0.5～20.0wt％；所述钴基催化剂中钴纳米颗粒的粒径为5～40nm。

2.根据权利要求1所述的用于醇氧化生成酯的钴基催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)金属有机骨架结构材料ZIF-67的制备与活化：分别称取六水合硝酸钴、2-甲基咪唑(简写：Im)加到水中，室温搅拌，得到混合溶液；将所述混合溶液离心分离，过滤得到沉淀，用水洗去沉淀中未反应的配体，再用甲醇溶液冲洗所述沉淀；最后将所述沉淀进行抽真空处理，即得到金属有机骨架结构材料ZIF-67；

(2)催化剂的制备：以步骤(1)所得金属有机骨架结构材料ZIF-67为前体，在惰性氛围中加热至目标温度，恒温热解，再冷却至室温，得到粉末状产物，即为所述的用于醇氧化生成酯的钴基催化剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的六水合硝酸钴、2-甲基咪唑与水的摩尔比例为Co²⁺:Im:H₂O＝1:58:1100。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述室温搅拌的时间为6～8小时；步骤(1)所述真空处理为将所述沉淀在80～200℃抽真空12～36h。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述目标温度为400～1200℃。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述恒温热解的时间为0.5～12h。

7.根据权利要求1所述的用于醇氧化生成酯的钴基催化剂在常温常压不加碱空气氛围中催化醇氧化生成酯中的应用。

8.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：包括如下步骤：将所述钴基催化剂与醇放入反应器内，在常温常压下进行搅拌反应，即可生产对应的酯。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述醇为芳香伯醇、脂肪醇或二醇；所述常温常压下进行搅拌反应的控制条件为反应温度15～35℃，反应压力为常压，搅拌反应时间为3～5天；所述醇与钴基催化剂(以钴来计算)的摩尔比为1～10。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述钴基催化剂在300～450℃氢气还原0.5～4h后，可循环重复利用。