[发明专利]一种银催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种银催化剂的制备方法及应用，包括以下步骤：I将多孔氧化铝载体浸渍在含有第一胺类化合物的溶液中，然后将浸渍后的载体浸没在含银化合物的溶液中，在一定温度下进行原位还原反应，固液分离后，将得到的固相样品进行干燥，得到催化剂前驱体；II将所述催化剂前驱体在含有银化合物和第二胺类化合物浸渍液中进行浸渍，然后将浸渍后的催化剂前驱体进行活化，得到所述银催化剂。该方法制成的银催化剂具有更好的活性、选择性和稳定性的优点，且在银含量很低时仍具有一定的催化能力。本发明还提供了所述银催化剂用于乙烯环氧化生产环氧乙烷的方法。

技术领域

本发明涉及一种银催化剂的制备方法，更具体地本发明涉及一种生产环氧乙烷用的银催化剂的制备方法。

背景技术

工业上乙烯环氧化生成环氧乙烷的反应中，含有乙烯和氧气的混合气在银催化剂的作用下在一定反应条件下生产环氧乙烷，同时产生少量的二氧化碳、水等副产物。目前，银催化剂在工业上乙烯环氧化领域仍是唯一在实际生产中广泛使用的有效催化剂，该催化剂通常以氧化铝为载体，以银为活性组分，同时包含一定其他元素的助剂和共助剂以提高其催化性能，在实际应用中主要考察银催化剂活性、选择性和稳定性三个主要的性能指标。活性是指催化剂所适用的时空产率或在达到一定时空产率下所需要的反应温度；所适用的时空产率越高，或在一定时空产率下所需要反应温度越低，银催化剂的活性就越高。选择性是指反应中乙烯转化成环氧乙烷的摩尔数和乙烯的总反应摩尔数之比。稳定性则表示为指在一定的反应条件下催化剂活性和选择性的衰减速率，下降速率越小催化剂的稳定性越好。在乙烯氧化生产环氧乙烷的过程中银催化剂的性能对经济效益影响很大，提高银催化剂的活性、选择性和稳定性是银催化剂研究的主要方向。

常见的银催化剂的制备方法是进行溶液浸渍，US9006127中银活性组分的加入就是通过简单的浸渍法，将载体浸入银氨溶液后滤出载体，在200～500℃加热制得银催化剂。CN87103275中同样在用浸渍液处理后，在100～400℃使含银组分加热分解并被还原，得到银催化剂。

提高银催化剂制备环氧乙烷的效果和效率的方法之一是催化剂制备方法的改进。CN100998955中介绍了一种微生物还原制备负载型银催化剂的方法，该方法用菌粉还原硝酸银，银离子的还原度达90％以上，制得了高分散度的负载型银催化剂，但反应温度较高，活性较低。CN101898132提出，可以采用天然植物提取液在温和条件下还原银离子，在不添加助剂的情况下，催化剂的性能接近工业催化剂的制备，具有绿色的特点，并且银颗粒分布均匀。以上两种涉及生物质的方法可能为催化剂制备过程中带来未知杂质，增加产品的不确定性。EP0226234A1中用含锡的化合物还原银，使载体上的银粒相对均匀。

尽管上述专利文献采用不同的方法制备乙烯环氧化用银催化剂，从各方面带来不同程度的改善，但在改善银催化剂活性、选择性和稳定性的同时，使用条件温和可控且不引入未知杂质的方法更加满足实际生产的需要。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明提供了一种银催化剂的制备方法，反应条件温和可控且不引入新的杂质，所制成的银催化剂中银活性组分的纳米颗粒出现团聚现象少，颗粒尺寸均一、粒径小、单位质量银的催化性能高且稳定性好，总体催化性能良好。

根据本发明的一个方面，提供了一种银催化剂的制备方法，包括以下步骤：

I将多孔氧化铝载体浸渍在含有第一胺类化合物的溶液中，然后再将浸渍后的载体浸没在含银化合物的溶液中，在一定温度下进行原位还原反应，固液分离后，将得到的固相样品进行干燥，得到催化剂前驱体；

II将所述催化剂前驱体在含有银化合物和第二胺类化合物浸渍液中进行浸渍，然后将浸渍后的催化剂前驱体进行活化，得到所述银催化剂。

根据本发明提供的方法，反应条件温和可控，在不引入新的杂质的情况下，能够提高所得到的银催化剂的选择性、活性以及稳定性。