[发明专利]乙烯环氧化生产环氧乙烷用银浸渍液和银催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于催化剂领域，提供一种乙烯环氧化生产环氧乙烷用银浸渍液和银催化剂及其制备方法。所述乙烯环氧化生产环氧乙烷用银浸渍液含有以下组分：1)银氨络合物；2)极性氨基酸；3)水；4)任选的助剂；其中，以浸渍液的总重量为基准，所述极性氨基酸的含量为0.05～60wt％。与现有技术相比，根据本发明提供的方法制成的银催化剂的均匀性得到改善，对乙烯氧化生产环氧乙烷的反应具有更高的选择性和较高的催化活性。

技术领域

本发明属于催化剂领域，更具体地，涉及一种乙烯环氧化生产环氧乙烷用银浸渍液、一种乙烯环氧化生产环氧乙烷用银催化剂的制备方法、由该方法制得的银催化剂，以及银浸渍液和银催化剂在乙烯环氧化生产环氧乙烷中的应用。

背景技术

在银催化剂作用下乙烯环氧化主要生成环氧乙烷(EO)，同时发生副反应生成二氧化碳和水，其中活性、选择性和稳定性是银催化剂的主要性能指标。活性是指环氧乙烷生产过程达到一定反应负荷时所需的反应温度，反应温度越低，催化剂的活性越高；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；稳定性则表示为活性和选择性的下降速率，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，提高催化剂的任何一个性能指标都可以大大提高经济效益。

工业银催化剂主要采用浸渍-热分解的方法制备。浸渍制备银催化剂的主要过程包括：银氨络离子及各种助剂离子随溶液浸渍到载体表面；用热空气(或特殊气氛)活化，载体表面的银氨络合物逐渐分解，伴随着复杂的还原过程，最终形成银纳米粒子。在活化过程中，银离子的还原反应发生在载体表面形成的很薄一层的高浓度银浆中，因此，浸渍液的组分、性质及其与载体之间的作用都会影响催化剂表面活性组分的构成及分布。

浸渍液的性质如pH值、粘度、极性等都会影响银催化剂的制备过程，从而得到不同性能的催化剂。浸渍液的pH值对金属离子的相对浸入度有重要影响。在酸性溶液中，载体表面富集了基团，利于吸附阴离子；而在碱性溶液中，载体表面携带相反的集团-OH^-，易于吸附阳离子。pH值愈高，金属愈易在Al₂O₃表面富集；pH值愈低，愈有利于金属离子向内部扩散。溶液的粘度对金属离子的相对浸入度以及浸渍液与载体之间的作用有重要影响。浸渍液粘度愈高，金属愈易在Al₂O₃表面富集；粘度愈低，愈有利于金属离子向内部扩散。目前，国内外科研工作者已经发表了很多有关银催化剂的专利，主要从载体、助剂、工艺等角度探讨改善催化剂性能的方法，而关于浸渍液的性质对催化剂制备过程的影响报道较少。

发明内容

鉴于上述现有技术的状况，本发明的发明人在银催化剂制备领域进行了广泛深入的调研，发现在银催化剂的制备过程中，加入特定种类的氨基酸可以改变浸渍液的性质，从而改善催化剂的均匀性，而且催化剂的性能有了较大提高。因此，本发明的目的是提供一种乙烯环氧化生产环氧乙烷用银浸渍液和银催化剂及其制备方法。具体地，

本发明的第一方面提供一种乙烯环氧化生产环氧乙烷用银浸渍液，该浸渍液含有以下组分：

1)银氨络合物；

2)极性氨基酸；

3)水；

4)任选的助剂；

其中，以浸渍液的总重量为基准，所述极性氨基酸的含量为0.05～60wt％，优选为0.05～45wt％，更优选为0.1～30wt％。

本发明的第二方面提供一种乙烯环氧化生产环氧乙烷用银催化剂的制备方法，包括如下步骤：

a、提供上述的浸渍液；

b、将载体用浸渍液进行真空浸渍，沥滤分离后，将所得固相进行干燥；

c、将干燥后的固相进行热分解，得到所述银催化剂。

本发明的第三方面提供根据上述制备方法制得的银催化剂。