CO气相催化合成草酸二甲酯的催化剂制备与应用

CO气相催化合成草酸二甲酯

一氧化碳(CO)气相催化合成草酸二甲酯是一种具有高经济价值的技术路线.该技术通过CO与亚硝酸甲酯在氮气稀释条件下反应,生成草酸二甲酯.作为合成乙二醇的中间材料,草酸二甲酯的应用前景广阔.

目前,该技术的关键在于催化剂的开发.传统的催化剂制备过程中常引入氯离子(Cl^-),这不仅增加了水洗步骤的复杂性,还可能导致催化剂的损失.因此,开发一种无需水洗,工艺简单且具有高活性和选择性的催化剂至关重要.

催化剂的组成与制备

本技术提供了一种含有微量碱金属元素的Pd负载θ-Al₂O₃催化剂.其中,Pd的含量占催化剂重量的0.1%~1%,碱金属含量为0.1%~5%.碱金属优选钠(Na),钾(K)或铷(Rb).载体θ-Al₂O₃的比表面积为20~200m²/g,孔容为0.5~1.5m³/g,孔径为3~20nm.

催化剂的制备方法包括以下步骤:

将Pd化合物(如硝酸钯或乙酰丙酮钯)和碱金属盐(如硝酸钠,碳酸钠等)与水混合配成溶液,Pd化合物浓度为20~500mmol/L,碱金属离子浓度为20~1000mmol/L.

将载体θ-Al₂O₃加入溶液中浸渍,载体与Pd的质量比为100~1000∶1,随后通过加热或超声波蒸发水分并干燥,最后在300~600℃下焙烧2~10小时.

该方法无需水洗步骤,简化了工艺,同时提高了催化剂的性能.