[发明专利]一种双金属催化剂及其在苯乙烯选择性氧化中的应用

说明书

本发明涉及一种双金属催化剂，用于苯乙烯选择性氧化。其由如下方法制备而成：将碱金属盐与钒盐溶于去离子水中，然后加入二氧化硅载体进行浸渍，静置8～24h后，再进行干燥、焙烧，即得。应用于苯乙烯选择性氧化时，以氧气或空气为氧化剂，通过鼓泡的方式通入反应体系中，在双金属催化剂的作用下，苯乙烯与溶解氧进行催化氧化反应。该方法催化剂制备简单，价廉易得，应用于苯乙烯选择性氧化时，氧化剂为氧气，安全环保，苯乙烯单程转化率高，产物苯甲醛和环氧苯乙烷的选择性高，不需采用溶剂，无溶剂带来的分离困扰。

技术领域

本发明涉及一种双金属催化剂，属于烯烃选择性氧化技术领域。

背景技术

苯乙烯催化氧化可以制得苯甲醛和环氧苯乙烷。苯甲醛俗称苦杏仁油，是无色或微黄色透明液体，具有苦杏仁的气味，在食品、化妆品、医药及肥皂中用作香料，苯甲醛是工业最重要的芳香醛，其用途广泛，主要用于生产桂酸、月桂醛和品绿等，也是苯甲醇、苯胺、苯甲酮和杀虫剂最基本的原料，是合成某些医药产品、塑料添加剂的最基本原料，也是合成香精香料的一种重要中间体。环氧苯乙烷可作为环氧树脂的稀释剂、UV-吸收剂、增香剂，也是有机合成、制药、香料工业的重要中间体，例如环氧苯乙烷加氢制得的β-苯乙醇是玫瑰油、丁香油、橙花油的主要成分，并且广泛用于配制食品、烟草、肥皂及化妆品香精。

CN102580772公开了一种球形V-MCM-48催化剂，采用该催化剂以过氧化氢选择氧化苯乙烯，获得了高的苯乙烯转化率和产物选择性，通过调节反应液的pH，改变反应产物苯甲醛及环氧苯乙烷的收率比。但该工艺中溶液pH值的调整会带来油水分离的问题，且该方法采用过氧化氢为氧化剂，存在一定安全风险。

CN101531576公开了一种由苯乙烯催化氧化制备苯甲醛的方法，以苯乙烯为反应物，以直径小于等于5nm的金纳米线为催化剂，在甲苯溶剂存在条件下，在常压氧气气氛中于80～100℃反应20～48h，反应结束后冷却、分离即得苯甲醛。该催化剂采用纳米催化剂在工业放大时会遇到困难，且采用了甲苯溶剂，溶剂需要回收利用。

CN101885672公开了一种催化氧化苯乙烯制备苯甲醛的方法，以铁铂(FePt)纳米线为催化剂以甲苯、二氧六环、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈或氯仿中的一种为溶剂，在氧气气氛中，在常压下，于50～90℃反应3～32h，反应结束后冷却、分离得到苯甲醛。

CN102757406公开了一种苯乙烯环氧化制备环氧苯乙烷的方法。该方法在钛硅分子筛与树脂复合改性催化剂存在下，以酮为溶剂，苯乙烯与双氧水进行环氧化反应生成环氧苯乙烷。该方法中需要用到价格较贵的钛硅分子筛，且氧化剂为安全性不高的双氧水。

CN101972665公开了一种苯乙烯环氧化催化剂，采用氨基功能化的介孔分子筛SBA-15离子吸附Co²⁺制备而成。将苯乙烯、催化剂和溶剂加入搅拌釜中，然后通入氧气或空气，在搅拌和反应温度下反应，然后经过过滤，分离出固体催化剂，液体通过精馏分离出环氧苯乙烷、溶剂以及其他副产品。该专利中催化剂的制备较为繁琐，且后续牵涉到催化剂与反应体系的液固分离，体系处理步骤增多。

CN103788023公开了一种苯乙烯氧化制环氧苯乙烷的新方法，以H₂O₂为氧源，应用反应控制相转移催化体系，以甲苯、磷酸三丁酯、乙腈、二氯乙烷、乙酸乙酯其中的一种或两种混合作为溶剂，以乙二胺四乙酸(EDTA)作为助剂以及稳定剂。该方法实际操作过程中需增加EDTA的检测以及分离控制，给系统操作带来难度。

上述方法中，大都采用了溶剂参与反应，给反应体系的后处理带来困难，有些氧化剂还采用了过氧化物，不够安全环保。

发明内容

本发明的目的是现有技术中的不足，提供一种双金属催化剂用于苯乙烯选择性氧化，该催化剂制备简单、成本低，应用于苯乙烯选择性氧化时，体系不需要采用溶剂、副产物低，环氧苯乙烷和苯甲醛的选择性高。