[发明专利]纳米金基催化剂在甲酸或甲酸盐合成中的应用

权利要求书

1.纳米金基催化剂在甲酸或甲酸盐合成中的应用，其特征在于：

所述催化剂的载体为表面席夫碱功能化的二氧化硅，活性组分为金属态的金或金与其它金属组成的合金；催化剂中金的质量担载量为0.1～5 wt%，合金中其它金属于催化剂中的质量担载量为0～2.0 wt%，余量为载体；

所述催化剂制备步骤如下：

（1）表面席夫碱功能化的二氧化硅制备：将含氨基的硅烷溶于去离子水中，在20～80^oC搅拌条件下，加入去离子水体积分数1～10%的醛溶液，继续搅拌2～24 h后，将产生的白色沉淀过滤并用去离子水洗涤，80～120 ^oC干燥2～12 h，所得固体样品标记为SiO₂-Schiff；

含氨基的硅烷为有机硅烷，有机硅烷选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷和 N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种以上；

醛溶液选自甲醛、乙醛、丙醛中的一种或两种以上；

所述醛与有机硅烷的摩尔比为2~10;

（2）将载体SiO₂-Schiff，加入到150 mL浓度为 0.034～1.7 mmol/L的金前驱体溶液中或加入到150 mL含浓度为 0.034～1.7 mmol/L的金前驱体和浓度为 0.017～0.68 mmol/L第二其它金属组分前驱体溶液，并在20～40 ^oC下搅拌均匀；步骤（2）前驱体溶液选自氯金酸，或氯金酸与其它贵金属或与过渡金属前驱体组成的混合溶液；

（3）向步骤（2）获得的悬浮液中，加入所需摩尔浓度为0.2～1 mol/L的还原剂溶液，并继续搅拌2～24 h；步骤（3）所述还原剂选自甲醛、水合肼、硼氢化钾和硼氢化钠中的一种或两种以上；

（4）将步骤（3）获得的悬浮液，经过滤、洗涤后，将固体产品转入水热釜中，并于80～120^oC水热12～48 h；

（5）将步骤（4）获得的混合液，过滤、洗涤后置于烘箱中干燥，即得席夫碱修饰的纳米金基催化剂；

席夫碱修饰的纳米金基催化剂催化CO₂加氢合成甲酸或甲酸盐；反应温度为60 ~ 90^oC，反应压力为2 ~ 10 MPa，反应时间为2 ~ 12 h。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：合金中其它金属于催化剂中的质量担载量为0.05～2.0 wt%；所述的催化剂中，其它金属为Pd、Pt、Co或Cu中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述的催化剂中，金的担载量为1.0～3.0 wt%。

4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述的催化剂中，合金中其它金属于催化剂中的质量担载量为0.5～1.0 wt%。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：合成甲酸或甲酸盐反应在碱性环境中进行，所述的碱为碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺、二甲胺、三乙醇胺中的一种或两种以上，碱的浓度为0.5 ~ 4 mol/L。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：合成甲酸或甲酸盐反应在醇溶液中进行，所述的醇为甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇中的一种或两种以上。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：为了提高催化剂的催化性能，向醇溶液中添加适量水进行反应；其中，水所占的体积分数为5 ~ 20 %。

8.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：CO₂和H₂摩尔比为0.5 ~ 1，CO₂和氢气的总压力为6 ~ 10 MPa。