【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种催化剂及其制备方法及其在3-羟基丁酸制备中的应用，属于化工领域。
技术介绍
1、3-羟基丁酸可以直接用来生产脂肪族聚酯塑料，是制备生物降解塑料的一种重要单体，也可以将3-羟基丁裴酯与其他化合物共聚，生产性能优良的塑料。如：将其与芳香族聚酯进行交替共聚，可制得不同特性，性能优良的共聚酯产品(cpe)；也可与聚酰胺(尼龙)进行胺酯的交换反应，合成聚酰胺酯共聚物(cpae)，具有熔点高，抗张强度大等优点；此外3-羟基丁酸酯与通用塑料(pe，pp，ps，pvc)共混可制成生物崩坏型塑料，由于3-羟基丁酸酯的加入，使此类材料丧失其力学性能与形状，能通过堆肥获得与生物降解性塑料同样的对环境无害的优点。
2、目前，生产3-羟基丁酸的合成路线有多种，水解反应制备方法法反应较简单，副产物少但由于使用大量的氰化物，属于剧毒物质，对操作人员造成危害。利用有机金属化合物制备，此反应以酯为最终产品，直接用作塑料原料。由于a-溴代酸酯尚无工业化生产，若要实现工业化生产，则考虑以乙醛或乙酸为原料制备a-溴代酸酯，这样增加了反应步数，副产物相应增加，又产生了含zn的污染物，且reformatsky反应本身的收率不高，限制了其实现工业化。还原法以乙酰乙酸乙酯为原料.经还原反应一步制得3-羟基丁酸，由于乙酰乙酸乙酯价格昂贵，经济上比生化法或发酵法没有优势。由萘锂催化制各的方法.虽然乙醛与乙酸均是重要的化工原料，简单易得，但萘锂的制备复杂，且性质活泼易分解，增加了生产操作的难度，萘锂催化剂虽可回收.但回收难度大。氧化法因原料含有羟基，氧化反
3、本专利中制备催化剂应用在氧化制备3-羟基丁酸反应中，催化剂活性好，3-羟基丁醛转化率和3-羟基丁酸选择性较高，稳定性好。
技术实现思路
1、本申请中制备催化剂应用在氧化制备3-羟基丁酸反应中，催化剂活性好，3-羟基丁醛转化率和3-羟基丁酸选择性较高，稳定性好。
2、根据本申请的一个方面，提供一种催化剂，包括cucr2o4和金属元素；
3、所述金属元素选自ag和/或pt；
4、所述cucr2o4与所述金属元素的质量比为100：1～3；所述cucr2o4与所述金属元素的质量比选自100：1、100：2、100：3；
5、所述催化剂用于氧化制备3-羟基丁酸反应，并提高3-羟基丁醛的转化率和3-羟基丁酸的选择性。
6、根据本申请的另一个方面，提供一种上述的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
7、1)将含有铜源、铬源和溶剂i的原料混合，超声后研磨，干燥i，焙烧i得到cucr2o4；
8、2)将含有金属元素源、cucr2o4和溶剂ii的原料混合，采用浸渍法，干燥ii，焙烧ii，得到所述催化剂。
9、所述铜源选自硫酸铜、氯化铜或硝酸铜中的至少一种；
10、所述铬源选自三氧化二铬和/或铬粉；
11、所述铜源与所述铬源的摩尔比为0.9～2：2；所述铜源与铬源的摩尔比上限选自2：2、1.9：2，下限选自0.9：2、1：2。
12、其中，所述铜源的摩尔量以钴元素的摩尔量计；
13、所述铬源的摩尔量以铬元素的摩尔量计；
14、所述溶剂i选自甲醇、乙醇或丙酮中的至少一种；
15、进一步地，所述溶剂为乙醇。
16、所述铜源和铬源的总质量与所述溶剂i的体积的固液比为1:10～30g/ml。
17、所述铜源和铬源的总质量与所述溶剂i的体积的固液比上限选自1：10g/ml、1：20g/ml，下限选自1：30g/ml、1：20g/ml。
18、所述干燥i的温度为80～110℃；所述干燥i的温度为80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃中的任意值或任意两者之间的范围值；
19、所述干燥i的时间为2～5h；所述干燥i的时间为2h、3h、4h、5h中的任意值或任意两者之间的范围值；
20、所述焙烧i的温度为600～1200℃；所述焙烧i的温度为600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃中的任意值或任意两者之间的范围值；
21、所述焙烧i的时间为4～8h；所述焙烧i的时间为4h、5h、6h、7h、8h中的任意值或任意两者之间的范围值。
22、所述金属元素源选自硝酸银、碳酸银、硫酸银或氯铂酸中的至少一种；
23、所述溶剂ii选自甲醇、乙醇或丙酮中的至少一种；
24、所述金属元素源、cucr2o4与溶剂ii固液比为1:10～30g/ml。
25、所述干燥ii的温度为80～110℃；所述干燥ii的温度为80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃中的任意值或任意两者之间的范围值；
26、所述干燥ii的时间为2～5h；所述干燥ii的时间为2h、3h、4h、5h中的任意值或任意两者之间的范围值；
27、所述焙烧ii的温度为500～600℃；所述焙烧ii的温度为500℃、550℃、600℃中的任意值或任意两者之间的范围值；
28、所述焙烧ii的时间为4～8h；所述焙烧ii的时间为4h、5h、6h、7h、8h中的任意值或任意两者之间的范围值。
29、根据本申请的另一个方面，提供一种3-羟基丁酸的制备方法，包括以下步骤：
30、于固定床反应器中，通入含有氧气和3-羟基丁醛的混合物料，反应，得到含有3-羟基丁酸的产物；
31、其中，所述固定床反应器中填装有催化剂；
32、所述催化剂选自上述的催化剂或上述的制备方法制备的催化剂。
33、所述氧气的流速为0.1～0.5l/min；所述氧气的流速为0.1l/min、0.2l/min、0.3l/min、0.4l/min、0.5l/min中的任意值或任意两者之间的范围值；
34、所述催化剂与所述3-羟基丁醛的质量比为0.2～1：100；所述催化剂与所述3-羟基丁醛的质量比选自0.2：100、0.5：100、0.7：100、1：100。
35、所述反应的温度为40～80℃；所述反应的温度为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃中的任意值或任意两者之间的范围值；
36、所述反应的时间为3～6h；所述反应的时间为3h、4h、5h、6h中的任意值或任意两者之间的范围值；
37、所述3-羟基丁醛为质量分数为20～50wt％的水溶液；所述3-羟基丁醛为质量分数为20wt％、30wt％、40wt％、50wt％中的任意值或任意两者之间的范围值；
38、本申请能产生的有益效果包括：
39、1)本申请所提供的催化剂，能够应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种催化剂，其特征在于，
2.一种权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
7.一种3-羟基丁酸的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种催化剂，其特征在于，
2.一种权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：邹明明，黄声骏，张大治，焦雨桐，丁辉，
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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