[发明专利]一种高分散稳定型铜基催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种高分散稳定型铜基催化剂的制备方法，其特征在于，制备方法具体包括以下步骤：

(1)制备铜-有机骨架材料：

将N,N-二甲基甲酰胺和醇混合成溶液A，然后将苯基羧酸溶解在溶液A中搅拌至完全溶解形成溶液B；向溶液B中缓慢搅拌加入可溶性铜盐溶液中至完全溶解，继续以500～2000rpm转速搅拌分散0.5～4小时形成混合液；将混合液转移到反应釜中，在100～140℃下反应12～48小时；反应完全后，自然冷却至室温，产物依次经抽滤、蒸馏水洗涤三次、无水乙醇洗涤三次后得到晶体状固体；将晶体状固体置于100～150℃的真空干燥箱中烘干12～48小时，得到块状的铜-有机骨架材料，将块状的铜-有机骨架材料研磨成粒径为300～400目的粉末，待用；

(2)制备催化剂：

将步骤(1)得到的铜-有机骨架材料的粉末分散在去离子水中形成悬浮液，随后向悬浮液中加入硅前驱体化合物、有机结构导向剂、有机碱性催化剂、有机导向剂助剂，在60～80℃下以500～2000rpm转速搅拌0.5～4h得到混合物，然后降到室温下将混合物陈化24～48小时；陈化产物用去离子水洗涤2-3次后，依次在60～90℃下真空干燥12～48小时、100～120℃下干燥24～48小时、以1～5℃/min升温速率上升到450～550℃且在此温度下焙烧2～8小时后得到高分散稳定型铜基催化剂；

所述的混合物中，硅前驱体化合物、有机碱性催化剂、有机结构导向剂、有机导向剂助剂和去离子水的摩尔比为1：(0.02～0.05)：(0.03～0.1)：(0.01～0.015)：(60～200)；铜-有机骨架材料的粉末与去离子水的固液质量比为(0.1～1.0)：1；

所述的硅前驱体化合物为硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯、1，4-双(三乙氧基硅基)苯、1，2-双(三乙氧基硅基)乙烷、(2-氰乙基)三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物；

所述的有机碱性催化剂为尿素、三羟甲基氨基甲烷、精氨酸、赖氨酸、三亚乙基二胺、2-氨基-2-(羟甲基)丙烷-1 ,3二醇、三乙醇胺中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物；

所述的有机结构导向剂为十六烷基三甲基溴化铵、溴代十六烷基吡啶、十六烷基三甲基氯化铵、N，N-二甲基十六胺、十六烷基三甲基磺酸盐中的任意一种；

所述的有机导向剂助剂为草酸二钠、丁二酸二钠、己二酸二钠、癸二酸二钠、十二烷二酸钠中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成混合物。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的N,N-二甲基甲酰胺与醇混合成溶液A时，体积比为(1～20)：1；所述的将苯基羧酸溶解在溶液A中时，苯基羧酸的添加量为溶液A的2wt％～15wt％；所述的向溶液B中添加可溶性铜盐溶液，苯基羧酸与可溶性铜盐溶液中铜元素的摩尔比为1：(0.5～5.0)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的醇为甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇中任意一种；所述的苯基羧酸为均苯三甲酸、偏苯三甲酸、连苯三甲酸、对苯二甲酸、2 ,5-二羟基对苯二甲酸中任意一种；所述的可溶性铜盐溶液为可溶性铜盐的水溶液，其中可溶性铜盐的浓度为0.5～5.0mol/L，所述的可溶性铜盐为硝酸铜、氯化铜、硫酸铜、醋酸铜中任意一种。

4.一种权利要求1-3任一项所述的制备方法制备而成的高分散稳定型铜基催化剂，其特征在于，所述的高分散稳定型铜基催化剂具有中心辐射状介孔孔道，表面呈现褶皱状；所述铜含量为催化剂总重的15～45％；一价铜含量为活性铜总摩尔数的40～80mol％；所述催化剂比表面积500m²/g、孔容1.0ml/g、平均介孔尺寸2.8～8.0nm。

5.一种权利要求4所述的高分散稳定型铜基催化剂在草酸二甲酯加氢合成乙二醇反应中的应用。