[发明专利]反相微乳法制备核壳型铈金催化剂的方法及催化剂的应用

说明书

本发明涉及工业催化剂技术领域，具体涉及一种反相微乳法制备核壳型铈金催化剂的方法及催化剂的应用。先制备出铈金前驱体，再将铈金前驱体负载在载体上，之后通过焙烧，制得核壳型铈金催化剂。本发明以离子液体为表面活性剂、用反相微乳法制备核壳型铈金催化剂。本发明不使用污染环境的强酸等物质，操作简单，反应条件温和，利用负载的离子液体可以实现制备多种具有不同孔径的核壳型铈金催化剂，应用于醇醛氧化酯化反应中具有高催化活性和寿命。

技术领域

本发明涉及工业催化剂技术领域，具体涉及一种反相微乳法制备核壳型铈金催化剂的方法及催化剂的应用。

背景技术

苯甲酸苄酯又称安息香酯，主要用作配制樱桃、洋李等浆果型的香精；在涂料工业中可用作增塑剂；在医药方面有扩张血管及解除痉挛的作用，可用于配制百日咳药、气喘药等。此外，苯甲酸苄酯还广泛用作麝香的溶剂，被认为是难溶于香精的固体香料的最好溶剂。目前常见的苯甲酸苄酯的合成有多条路线：(1)由苯甲醛与苄醇作用制得；(2)由苯甲酸甲酯与过量的苄醇经酯交换后分馏而得；(3)由苯甲酸钠与苯甲酰氯在三乙胺存在下共热酯化而得；(4)由苯甲酸钠与氯化苄反应制得。前三种方法的成本高，不适于工业化生产，而第四种方法的反应过程中不使用溶剂，反应效果差、收率低。最新的研究发现，苯甲醇可在催化剂的催化条件下，一步氧化酯化为苯甲酸苄酯，转化率和选择性都在95％以上，此生产工艺绿色化，同时降低了生产成本，推广应用后能获得较大的经济效益和社会效益，所以研制一种醛类一步氧化催化成酯的催化剂具有十分重要的现实意义。

微乳法是近年来发展起来的一种制备纳米颗粒的有效方法，该方法具有实验设备简单，操作容易，粒径大小可控，分散窄的特点。它能够利用表面活性剂使两种互不相溶的溶剂形成一种均匀稳定的微乳液，其中胶团的大小主要受ω₀值(ω₀＝[H₂O]/[表面活性剂]，摩尔比)的影响，因此可以通过调节加入的水与表面活性剂的量控制微乳液中胶团的大小，利用微乳液中的胶团作为微反应器，可以使成核、生长、聚集、团聚等过程局限在一个微型的球状液滴内进行，从而形成球状颗粒，避免了颗粒之间的进一步团聚，从而达到控制微粒大小形状的目的。

中国专利CN102527382A公开一种金属负载型铈基核壳结构催化剂及其制备方法。该金属负载型铈基催化剂化学通式为M/CeO₂，(M＝Ag、Cu、Pd)，该催化剂为球形核壳结构，其颗粒直径为100～200nm，外壳层由晶粒尺寸为5～40nm的面心立方相二氧化铈纳米颗粒组成，壳层厚度约为10～40nm，内核部分为金属单质颗粒，粒径大小为15～25nm。该专利采用水热法和高温焙烧法相结合的方法制备铈基核壳结构催化剂，该催化剂可用于一氧化碳的催化氧化。但该方法制备的金颗粒较大，用于氧化酯化反应效果较差。

现有专利或文章中均未发现采用离子液体作为表面活性剂，再利用反相微乳法制备核壳型铈金催化剂的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种以离子液体为表面活性剂，利用反相微乳法将金包裹在铈内，并均匀分布在载体孔径内，制备核壳型铈金催化剂的方法，得到的催化剂应用于醇醛氧化酯化反应中具有高催化活性；本发明同时提供核壳型铈金催化剂的应用。

本发明所述的反相微乳法制备核壳型铈金催化剂的方法，包括以下步骤：

(1)铈金前驱体的配制：

将油相、离子液体、助表面活性剂、氯金酸溶液与铈盐混合均匀，制得A溶液；

将油相、离子液体、助表面活性剂与氢氧化钠溶液混合均匀，制得B溶液；

再将A溶液、B溶液均匀，搅拌20～40分钟，使得氯金酸和铈盐与氢氧化钠完全反应，制得均匀的C溶液，即C微乳溶液；

(2)载体的负载：

将溶于乙醇溶液的金属氧化物载体与C溶液混合，离心，干燥，得到核壳型铈金氧化物；