本发明专利技术公开一种金基催化剂及其在制备呋喃二甲酸二甲酯反应中的应用，属于催化剂制备及应用技术领域。本发明专利技术首先将金负载到二氧化钛载体上，然后通过修饰剂修饰，得到表面覆盖修饰剂的Au/TiO2催化剂，进而改善金基催化剂的催化性能；本发明专利技术的金基催化剂催化5
【技术实现步骤摘要】
一种金基催化剂及其在制备呋喃二甲酸二甲酯反应中的应用
[0001]本专利技术属于催化剂制备及应用
，涉及一种金基催化剂的制备及其应用，具体地涉及负载型金基催化剂的制备，以及在催化5
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羟甲基糠醛或呋喃二甲醛氧化酯化制备2,5
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呋喃二甲酸二甲酯反应中的应用。
技术介绍
[0002]大量被丢弃的塑料由于长时间不腐烂，使得掩埋处理遭到很大的困难，且焚烧塑料的过程中会产生大量有害的致癌物质，致使大气受到污染，环境恶化。为此，可持续研发能够降解的塑料替代产品势在必行。经多年研究发现，在生物质塑料材质中，2,5
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呋喃二甲酸(FDCA)生产的塑料受到人们的广泛关注和欢迎。由于FDCA在工业溶剂中的溶解度较低，可以用对应的酯(FDMC)来做替代品，2,5
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呋喃二甲酸二甲酯可用于生物基聚酯PEF的制备，PEF聚酯与重要的石油基聚酯PET相比，单体结构特征相似，并具有生物可降解性，已通过欧盟食品安全认证，具有大的应用潜力。此外，FDMC易于溶解在常见的溶剂中，便于生产。
[0003]已公开的报道中，研究人员以5
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羟甲基糠醛(HMF)为原料氧化酯化制备FDMC(CN110799504A、ChemSusChem,2008,1,75
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78)，但是反应过程中副产物较多，通常需要较高的压力和较高的温度下进行较长时间的反应，不利于在实际的工业化生产中的广泛应用。
技术实现思路
[0004]为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种金基催化剂及其在制备呋喃二甲酸二甲酯反应中的应用，本专利技术的金基催化剂催化5
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羟甲基糠醛制备呋喃二甲酸二甲酯过程中5
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羟甲基糠醛的转化率为82％，呋喃二甲酸二甲酯的选择性为85％；催化呋喃二甲醛制备呋喃二甲酸二甲酯的反应中，呋喃二甲醛的转化率可达100％，呋喃二甲酸二甲酯的选择性可达95％。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种金基催化剂的制备方法，主要包括以下步骤：将金的前驱体溶液与二氧化钛载体混合，使金在载体上的负载量为0.1
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5wt％，加入碱性溶液调节体系的pH值至8
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10，在40
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80℃条件下，向体系中加入修饰剂溶液，老化，烘干，在空气气氛中于300
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700℃下焙烧1
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24h，得到表面覆盖修饰剂的Au/TiO2催化剂。
[0007]基于上述技术方案，进一步，所述的金的前驱体包括氯金酸、氯金酸盐和氯化金。
[0008]基于上述技术方案，进一步，所述的碱性溶液为KOH溶液、NaOH溶液、K2CO3溶液、Na2CO3溶液、KHCO3溶液、NaHCO3溶液或氨水中的一种。
[0009]基于上述技术方案，进一步，所述的修饰剂为正硅酸乙酯、镁、铝、镍、镧、锌、铈的硝酸盐、氯化物、醋酸盐、硫酸盐中的一种，加入的质量与二氧化钛质量的比值为0.001
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0.05。
[0010]基于上述技术方案，进一步，老化温度为60
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80℃，老化时间为0.5
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24h。
[0011]基于上述技术方案，进一步，焙烧温度为400
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600℃，焙烧时间为1
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6h。
[0012]本专利技术另一方面提供上述的制备方法得到的金基催化剂。
[0013]本专利技术还提供上述的金基催化剂在制备2,5
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呋喃二甲酸二甲酯反应中的应用。
[0014]基于上述技术方案，进一步，所述的应用具体为将上述金基催化剂加入到盛有甲醇与5
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羟甲基糠醛混合溶液的反应釜内，利用含10
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50％氧气的混合气将反应釜压力调整到0.5
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5MPa，在80
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120℃下反应0.5
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10小时。
[0015]基于上述技术方案，进一步，所述的应用具体为将上述金基催化剂加入到盛有甲醇与呋喃二甲醛混合溶液的反应釜内，利用含10
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50％氧气的混合气将反应釜压力调整到0.5
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5MPa，在80
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120℃下反应0.5
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10小时。
[0016]基于上述技术方案，进一步，甲醇与5
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羟甲基糠醛的摩尔比为5:1
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50:1，金基催化剂的加入量为1
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50g/L。
[0017]基于上述技术方案，进一步，甲醇与呋喃二甲醛的的摩尔比为5:1
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50:1；金基催化剂的加入量为1
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50g/L。
[0018]本专利技术相对于现有技术具有的有益效果如下：
[0019]本专利技术的催化剂中的主要活性组分为金，载体是二氧化钛，通过氧化物修饰(包括包覆和部分覆盖)二氧化钛负载的金颗粒，调控金颗粒与载体二氧化钛之间、金与氧化物之间以及氧化物与二氧化钛之间的界面效应，从而改善金基催化剂的催化性能，催化5
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羟甲基糠醛制备呋喃二甲酸二甲酯过程中5
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羟甲基糠醛的转化率为82％，呋喃二甲酸二甲酯的选择性为85％；催化呋喃二甲醛制备呋喃二甲酸二甲酯的反应中，呋喃二甲醛的转化率可达100％，呋喃二甲酸二甲酯的选择性可达95％。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例对本专利技术进行详细的说明，但本专利技术的实施方式不限于此，显而易见地，下面描述中的实施例仅是本专利技术的部分实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，获得其他的类似的实施例均落入本专利技术的保护范围。
[0021]对比例1：1％Au/TiO2的制备
[0022]取配制好的氯金酸溶液于250mL烧杯中，加入超纯水后搅拌，加入氧化物TiO2使得金在氧化物上的理论负载量为1％，通过氨水调节溶液的pH为8左右，将溶液加热至70℃老化3小时后用去离子水洗涤、抽滤，将样品放入80℃烘箱内干燥3小时。随后将催化剂在500℃空气气氛下焙烧4小时，将得到催化剂标注为1％Au/TiO2。
[0023]实施例1：(1％Au/TiO2)@SiO2的制备
[0024]取配制好的氯金酸溶液于250mL烧杯中，加入超纯水后搅拌，加入氧化物TiO2使得金在氧化物上的理论负载量为1％，通过氨水调节溶液的pH为8，再将溶液加热至70℃，随后滴加1ml的正硅酸乙酯，老化3h后用去离子水洗涤、抽滤。将样品放入80℃烘箱内干燥3小时。随后将催化剂在500℃空气气氛下焙烧4小时，将得到催化剂标注为(1％Au/TiO2)@SiO2。
[0025]实施例2：(1％Au/TiO2)@NiO的制备
[0026]取配制好的氯金酸溶液于250mL烧杯中，加入超纯水后搅拌，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种金基催化剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：将金的前驱体溶液与二氧化钛载体混合，使金在载体上的负载量为0.1
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5wt％，加入碱性溶液调节体系的pH值至8
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10，在40
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80℃条件下，向体系中加入修饰剂溶液，老化，烘干，在空气气氛中于300
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700℃下焙烧1
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24h，得到表面覆盖修饰剂的Au/TiO2催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的金的前驱体包括氯金酸、氯金酸盐和氯化金。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的碱性溶液为KOH溶液、NaOH溶液、K2CO3溶液、Na2CO3溶液、KHCO3溶液、NaHCO3溶液或氨水中的一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的修饰剂为正硅酸乙酯、镁、铝、镍、镧、锌、铈的硝酸盐、氯化物、醋酸盐、硫酸盐中的一种，加入的质量与二氧化钛质量的比值为0.001
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0.05。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，老化温度为60
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80℃，老化时间为0.5
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24h；焙烧温度为400
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600℃，焙烧时间为1
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6h。6.权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄家辉，张军营，谢妍，马冬菊，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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