本发明专利技术公开了一种用于环己烷氧化的纳米金催化剂及其制备方法。纳米金催化剂由Ａｕ、Ｃｏ、Ｔｉ和Ｓｉ组成，其中Ａｕ作为催化剂的主要活性成分，其质量百分含量为０．２５～１．２５％；Ｓｉ用作催化剂的载体，其质量百分含量≥９０％；Ｔｉ用作催化剂载体的助剂，其质量百分含量为０．４～０．８％；Ｃｏ用作催化剂的辅助活性组分，其质量百分含量为１．０～３．０％。该催化剂首先采用表面溶胶凝胶法改性载体，然后采用沉积－沉淀法依次负载Ｃｏ３Ｏ４和纳米Ａｕ。本发明专利技术的优点：金颗粒分散均匀，成本低。本发明专利技术提供的催化剂对环己烷氧化制备环己酮和环己醇具有活性和选择性好、催化剂用量少的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
环己酮和环己醇(俗称KA油)是生产己内酰胺和己二酸的原料，而后两者是工业 上生产尼龙-6和尼龙-66的重要中间体。环己烷氧化一直是科学研究的热点。目前，国内 外90%以上的环己酮和环己醇是采用环己烷氧化法生产，其中70%为环己烷无催化氧化 法。但是，该工艺存在环己烷转化率低(单程摩尔转化率4 6%)、酮醇选择性不高(80% 左右)、能耗高和三废污染严重等缺点。为了解决这些问题，国内外学者针对环己烷选择性 催化氧化做了大量的研究工作，开发了许多种类的催化剂。纳米金催化剂就是其中非常重 要的一类。纳米金催化剂是近年来催化领域的一大重要发现。目前已发现纳米金催化剂在CO 低温氧化，氮氧化物的消除，液相选择性氧化，水煤气变换等领域具有良好的应用前景。合 适的制备方法与获得高性能的纳米金催化剂密切相关。常用来制备纳米金催化剂的方法主 要是共沉淀法(CP法)和沉积-沉淀法(DP法)。CP法的主要缺点是有相当量的金粒子被 埋在载体内部，降低了金的利用率。DP法克服了 CP法的缺点，能够将活性组分保留在载体 表面，从而提高其催化性能，是目前制备高活性纳米金催化剂最常用的方法之一。中国专利CN 1827213A采用后改性方法制备负载型纳米金催化剂，其不足之处在 于后改性过程中的高温焙烧容易造成纳米金聚集长大，从而降低纳米金催化剂的活性。专 利CN101036887A采用顺序浸渍法制备负载型纳米金催化剂，在助剂二氧化铈和二氧化锆 的总质量分数大于16%时，催化剂显示出较好的选择性。另外，上述催化剂不含有钴，而钴 是一种较好的氧化还原催化剂组分。综上所述，用于环己烷氧化的纳米金催化剂性能有待 改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。用于环己烷氧化的纳米金催化剂由Au、Co、Ti和Si组成，其中Au作为催化剂的 主要活性成分，其质量百分含量为0. 25 1. 25% ；Si用作催化剂的载体，其质量百分含量 ^ 90%;Ti用作催化剂载体的助剂，其质量百分含量为0. 4 0. 8%;Co用作催化剂载体的 辅助活性组分，其质量百分含量为1. 0 3. 0%。所述的Au为金属、金属氧化物或金属和金属氧化物的混合物。所述的Au的颗粒 粒径为1 20nm。所述催化剂的载体Si为二氧化硅。所述Ti为二氧化钛。所述Co为四氧化三钴。一种如权利要求1所述的用于环己烷氧化的纳米金催化剂的制备方法包括如下 步骤1) 4. 00g Si02加入到100mL烧瓶中，将5. 4 10. 8mL钛酸丁酯加入到10 20mL3无水甲醇和10 20mL甲苯的混合溶剂中，均勻混合后，加入到烧瓶中；均勻混合物料，室温 下保持30 60min ；用滴管吸出有机溶剂，然后真空除去残留的有机溶剂；用无水甲醇洗涤 2 3次，抽真空除去甲醇溶剂；加入10 20mL去离子水浸渍1 2h后，抽真空除去水， 100 120°C下干燥2 4h，即得到Ti02改性后的Si02载体；2) 2. 00 2. 50g Ti02改性后的Si02载体和100mL含有0. 07 0. 28g六水硝酸 钴溶液加入到250mL烧瓶中，将烧瓶置于水浴中，升温至50 60°C后用0. 1M氢氧化钠溶 液调pH至10 11，然后搅拌反应1 2h，过滤，用去离子水洗2 3次，80 110°C干燥 2 4h，400 500°C焙烧3 5h，得到Co304和Ti02改性后的Si02载体；3) 1. 50 2. 00g Co304 和 Ti02 改性后的 Si02 载体与 100mL 含有 0. 011 0. 053g 四水氯金酸的水溶液加入到250mL烧瓶中，将烧瓶置于水浴中，升温至60°C后用0. 1M氢氧 化钠溶液调pH至8 9，然后搅拌反应1 2h，过滤，15mL 4M氨水浸泡5 lOmin后过滤， 去离子水洗2 3次，将得到的固体在80 100°C干燥6 10h，300°C焙烧3 4h，得到纳 米金催化剂。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果1)金颗粒分散均勻，催化活性高；2)制备成本低；3)本专利技术提供的催化剂对于环己烷氧化制备环己酮和环己醇具有活性和选择性 好、催化剂用量小的特点。具体实施例方式以下为本专利技术的实施例。实施例1 催化剂A的制备。1)4. 00g Si02加入到100mL烧瓶中，将5. 4mL钛酸丁酯加入到10mL无水甲醇和 10mL甲苯的混合溶剂中，均勻混合后，加入到烧瓶中；均勻混合物料，室温下保持30min ；用 滴管吸出有机溶剂，然后真空除去残留的有机溶剂；用无水甲醇洗涤2次，抽真空除去甲醇 溶剂；加入20mL去离子水浸渍lh后，抽真空除去水，120°C下干燥2h，即得到Ti02改性后的 Si02载体；2)2. 00g Ti02改性后的Si02载体和100mL含有0. 07g六水硝酸钴溶液加入到 250mL烧瓶中，将烧瓶置于水浴中，升温至50°C后用0. 1M氢氧化钠溶液调pH至10，然后搅 拌反应2h，过滤，用去离子水洗2次，80°C干燥4h，400°C焙烧5h，得到Co304和Ti02改性后 的Si02载体；3) 1. 50gCo304和Ti02改性后的Si02载体与100mL含有0. 032g四水氯金酸的水溶 液加入到250mL烧瓶中，将烧瓶置于水浴中，升温至60°C后用0. 1M氢氧化钠溶液调pH至 8，然后搅拌反应lh，过滤，15mL 4M氨水浸泡5min后过滤，去离子水洗2次，将得到的固体 在80°C干燥10h，300°C焙烧3h，得催化剂A，其组成见表1。实施例2 催化剂B的制备。1)4. 00g Si02加入到100mL烧瓶中，将5. 4mL钛酸丁酯加入到20mL无水甲醇和 20mL甲苯的混合溶剂中，均勻混合后，加入到烧瓶中；均勻混合物料，室温下保持60min ；用 滴管吸出有机溶剂，然后真空除去残留的有机溶剂；用无水甲醇洗涤3次，抽真空除去甲醇溶剂；加入IOmL去离子水浸渍2h后，抽真空除去水，100°C下干燥4h，即得到TiO2改性后的 SiO2载体； 2)2. OOg TiO2改性后的SiO2载体和IOOmL含有0. Ilg六水硝酸钴溶液加入到 250mL烧瓶中，将烧瓶置于水浴中，升温至60°C后用0. IM氢氧化钠溶液调pH至11，然后搅 拌反应lh，过滤，用去离子水洗3次，110°C干燥2h，500°C焙烧3h，得到Co3O4和TiO2改性后 的SiO2载体；3) 1. 50g Co3O4和TiO2改性后的SiO2载体与IOOmL含有0. 032g四水氯金酸的水 溶液加入到250mL烧瓶中，将烧瓶置于水浴中，升温至60°C后用0. IM氢氧化钠溶液调pH至 9，然后搅拌反应2h，过滤，15mL 4M氨水浸泡IOmin后过滤，去离子水洗3次，将得到的固体 在100°C干燥6h，300°C焙烧4h，得催化剂B，其组成见表1。实施例3 催化剂C的制备。1)4. OOg 二氧化硅加入到IOOmL烧瓶中，将10. 8mL钛酸丁酯加入到20mL无水甲醇 和20mL甲苯的混合溶剂中，均勻混合后，加入到烧瓶中；均勻混合物料，室温下保持50min ； 用滴管吸出有机溶剂，然后真空除去残留的有机溶剂；加入30mL无水甲醇洗涤两次本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于环己烷氧化的纳米金催化剂，其特征在于，它由Ａｕ、Ｃｏ、Ｔｉ和Ｓｉ组成，其中Ａｕ作为催化剂的主要活性成分，其质量百分含量为０．２５～１．２５％；Ｓｉ用作催化剂的载体，其质量百分含量≥９０％；Ｔｉ用作催化剂载体的助剂，其质量百分含量为０．４～０．８％；Ｃｏ用作催化剂的辅助活性组分，其质量百分含量为１．０～３．０％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱明乔，赵静，黄莎琦，蔡贞玉，唐月，杨洋洋，沈杨一，何潮洪，陈新志，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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