[发明专利]一种由甘油制备1;3-二羟基丙酮用催化剂及其制备方法

摘要

本发明提供了一种甘油制备1,3‑二羟基丙酮用催化剂及其制备方法。该催化剂将助剂组分M引入水滑石层板中形成M、Zn、Y三元水滑石M‑ZnY‑LDHs，焙烧后得到MOx/ZnYOz，再以该复合氧化物为载体，将Au盐负载在该载体上，经过干燥、还原得到Au‑MOx/ZnYOz。该催化剂活性组分Au在高分散的过渡金属氧化物MOx作用下，颗粒尺寸小、高度分散且稳定，具有较高的甘油催化氧化活性且保持较好的循环使用性。该催化剂应用在甘油选择性氧化制备二羟基丙酮反应，在无碱条件下，具有高的二羟基丙酮收率。

主权项

1.一种由甘油制备1,3‑二羟基丙酮用催化剂的制备方法，具体步骤如下：A.将可溶性M盐、锌盐和Y盐溶于去离子水中配制混合盐溶液A，其中M代表过渡金属，Y代表水滑石层板上的三价金属离子Al或Cr；混合盐溶液中M离子、Zn2+和Y3+的总浓度为0.1～1mol/L，且Zn2+与Y3+摩尔比为2～5；再按照Na2CO3与溶液A中金属离子总浓度的摩尔比为0.1～1:1的比例，NaOH与溶液A中阳离子总浓度的摩尔比为1～3:1的比例，配制与溶液A等体积的Na2CO3和NaOH的混合盐溶液B；将溶液A和B同时倒入旋转液膜反应器中快速混合，转速为4000rpm，定子与转子之间的间隙为15μm，成核180秒；将成核后的悬浊液在60～90℃恒温反应6～24h，过滤，用去离子水洗涤离心沉淀物至中性，60～80℃下干燥10～15h即得到三元水滑石M‑ZnY‑LDHs，在500～800℃下焙烧5～8h得到焙烧产物MOx/ZnYOz；混合盐溶液A中阴离子为NO3‑、SO42‑和Cl‑中的一种或两种；B.将可溶性Au盐配制成浓度为10～50mol/mL的溶液，用碱溶液调节溶液的pH为8～11；再加入步骤A的MOx/ZnYOz载体，其中可溶性Au盐与载体的加入量按照产物中Au的含量确定；于80～90℃恒温沉淀沉积反应4～12h，自然冷却，过滤，用去离子水洗涤沉淀物至中性，然后60～80℃下干燥10～15h，得到催化剂前体；连续通入氧氮混合气，以2～5℃/min升温速率升温至200～400℃，焙烧3～4h，得到催化剂，表示为Au‑MOx/ZnYOz；所述可溶性Au盐为HAuCl4或NaAuCl4；所述的碱溶液是氢氧化钠、尿素、氨水和Na2CO3溶液中任意一种，碱溶液浓度为1～3mol/L；所述的氧氮混合气氛中，氧气所占的体积分数为10～100％。