本发明专利技术公开了一种用于二甘醇催化氧化制备二甘醇酸的催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂通过蒸发浸渍法进行合成，所述催化剂包括活性组分、助剂以及载体；所述活性组分包括Pt、Pd、Au中的至少一种，所述助剂包括Fe、Cu、Co、Mn、Sb、Ni中的至少一种，所述载体为ZrO2，活性组分的负载量为0.1‑10wt％，助剂的负载量为0.1％‑5wt％。该催化剂在二甘醇氧化制备二甘醇酸过程中能够发挥很好的催化性，且化学稳定好，可实现二甘醇在氧气氛围中绿色氧化制备二甘醇酸，这种二甘醇酸制备方法为简单的催化工艺，适合二甘醇酸大批量生产；而且用该催化剂制备二甘醇酸，不仅二甘醇转化率高，能达到99％以上；而且对二甘醇酸选择性高，能达到85％以上。
1、二甘醇酸，沸点167.16℃，一种重要的化工原料，主要用于络合剂、合成树脂、制造增塑剂、有机合成，市场应用广泛。目前，二甘醇酸在我国的需求量较大，但主要依赖进口，国内生产量很有限。二甘醇酸主要有三种合成路径：①乙二醇和甲醛高压生成的1,4-二氧六环-二酮，其在雷宁镍催化下分解成二甘醇酸；②以20％的硝酸或氧化铬作氧化剂，将二甘醇氧化为二甘醇酸；③以空气或氧气为氧化剂，通过液相催化氧化二甘醇生成二甘醇酸。前两种路径存在着反应过程复杂、能耗高、污染严重等问题，第三种路径存在催化剂的催化效果差，二甘醇转化率低及二甘醇酸选择性低的问题。另外，中国专利申请公开cn109126858a公开了一种同时产生二甘醇酸和氢气的双功能催化剂的制备方法及其产品和应用，制备了一种镍钴掺杂的、氧化石墨烯与氮掺杂碳空心球相互交联的c-n复合催化剂，用于电解二甘醇碱性溶液，并在阴极和阳极分别高效生成氢气和二甘醇酸；中国专利申请公开cn101812699a公开了一种阴阳极室同时制备四氯吡啶和二甘醇酸的方法，以网状zn-ni合金作阴极，以铅电极作为阳极，基于双极膜技术在阴极室制备2，3，5，6-四氯吡啶及在阳极室制备二甘醇酸，表现出较高的两极产物收率。上述两种方法均为电解法，难以扩大生产，难以满足二甘醇酸的巨大需求量。基于此，提出一种用于二甘醇催化氧化制备二甘醇酸的催化剂及其制备方法和应用。
>1、本专利技术的目的之一在于提供一种用于二甘醇催化氧化制备二甘醇酸的催化剂，以实现二甘醇在氧气氛围中绿色氧化制备二甘醇酸，并得到较高的二甘醇转化率以及二甘醇酸选择性。2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术解决方案是：
3、一种用于二甘醇催化氧化制备二甘醇酸的催化剂，所述催化剂通过蒸发浸渍法进行合成，所述催化剂包括活性组分、助剂以及载体；所述活性组分包括pt、pd、au中的至少一种，所述助剂包括fe、cu、co、mn、sb、ni中的至少一种，所述载体为zro2。
4、进一步地，以活性组分金属元素的单质计算，所述催化剂中活性组分的负载量为0.1-10wt％；以助剂金属元素的单质计算，所述催化剂中助剂的负载量为0.1％-5wt％。
5、优选地，所述催化剂中活性组分的负载量为2wt％，助剂的负载量为1wt％。
6、优选地，所述催化剂为pt-sb-co/zro2。
7、本专利技术的目的之二在于提供一种用于二甘醇催化氧化制备二甘醇酸的催化剂的制备方法，包括步骤：
8、(1)配置活性组分金属盐溶液，将载体zro2加入活性组分金属盐溶液中搅拌，通过蒸发、干燥、研磨，得到固体粉末i；
9、(2)配置助剂金属盐溶液，将固体粉末i加入助剂金属盐溶液中搅拌，通过蒸发、干燥、研磨、焙烧，得到固体粉末ii；
10、(3)将固体粉末ii在h2氛围下还原，得到催化剂。
11、进一步地，所述步骤(1)中蒸发温度为60～90℃，步骤(2)中蒸发温度为30～50℃。
12、进一步地，所述步骤(1)、步骤(2)中干燥温度为100～120℃，干燥时间为8～12h。
13、进一步地，所述步骤(2)中焙烧温度为400～550℃，焙烧时间为2～5h。
14、进一步地，所述步骤(3)中还原温度为350～450℃，还原时间为3～6h。
15、本专利技术的目的之三在于提供一种如上所述的催化剂在含氧多元醇催化氧化制备羧酸反应体系中的应用。
16、本专利技术的目的之四在于提供一种如上所述的催化剂在二甘醇催化氧化制备二甘醇酸反应体系中的应用。
17、进一步地，二甘醇酸的制备方法包括：将催化剂与二甘醇按照摩尔比1:100～1:5000混合加入反应釜中，充入氧化剂，在温度80～140℃、压力1～5mpa下进行氧化反应1～12h，制备得到二甘醇酸。
18、进一步地，所述氧化剂为氧气，反应温度为100～130℃，反应压力为1～3mpa，反应时间为5～10h。
19、本专利技术的有益效果为：
20、本专利技术所制备的催化剂在二甘醇氧化制备二甘醇酸过程中能够发挥很好的催化性，且化学稳定好，可实现二甘醇在无碱环境下催化氧化制备二甘醇酸，即实现在氧气氛围中绿色氧化制备二甘醇酸，这种二甘醇酸制备方法为简单的催化工艺，适合二甘醇酸大批量生产；另外，利用该催化剂制备二甘醇酸，不仅二甘醇转化率高，能达到99％以上；而且对二甘醇酸选择性高，能达到85％以上，即二甘醇氧化反应产物中二甘醇酸含量高，其他产物(如(2-羟基乙氧基)乙酸及乙醇酸)含量低。
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【技术保护点】
1.一种用于二甘醇催化氧化制备二甘醇酸的催化剂，其特征在于，所述催化剂通过蒸发浸渍法进行合成，所述催化剂包括活性组分、助剂以及载体；所述活性组分包括Pt、Pd、Au中的至少一种，所述助剂包括Fe、Cu、Co、Mn、Sb、Ni中的至少一种，所述载体为ZrO2。
2.根据权利要求1所述的用于二甘醇催化氧化制备二甘醇酸的催化剂，其特征在于，以活性组分金属元素的单质计算，所述催化剂中活性组分的负载量为0.1-10wt％；以助剂金属元素的单质计算，所述催化剂中助剂的负载量为0.1％-5wt％。
3.一种权利要求1或2所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：
4.根据权利要求3所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中蒸发温度为60～90℃，步骤(2)中蒸发温度为30～50℃；
5.根据权利要求3所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中焙烧温度为400～550℃。
6.根据权利要求3所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中还原温度为350～450℃。
7.一种权利要求1或2所述的催化剂在含氧多元醇催化氧化制备羧酸反应体系中的应用。
8.一种权利要求1或2所述的催化剂在二甘醇催化氧化制备二甘醇酸反应体系中的应用。
9.根据权利要求8所述的催化剂在二甘醇催化氧化制备二甘醇酸反应体系中的应用，其特征在于，二甘醇酸的制备方法包括：将权利要求1或2所述的催化剂与二甘醇按照摩尔比1:100～1:5000混合加入反应釜中，加入氧化剂，在温度80～140℃、压力1～5MPa下进行氧化反应1～12h，制备得到二甘醇酸。
10.根据权利要求8所述的催化剂在二甘醇催化氧化制备二甘醇酸反应体系中的应用，其特征在于，所述氧化剂为氧气，反应温度为100～130℃，反应压力为1～3MPa，反应时间为5～10h。
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【技术特征摘要】
1.一种用于二甘醇催化氧化制备二甘醇酸的催化剂，其特征在于，所述催化剂通过蒸发浸渍法进行合成，所述催化剂包括活性组分、助剂以及载体；所述活性组分包括pt、pd、au中的至少一种，所述助剂包括fe、cu、co、mn、sb、ni中的至少一种，所述载体为zro2。
2.根据权利要求1所述的用于二甘醇催化氧化制备二甘醇酸的催化剂，其特征在于，以活性组分金属元素的单质计算，所述催化剂中活性组分的负载量为0.1-10wt％；以助剂金属元素的单质计算，所述催化剂中助剂的负载量为0.1％-5wt％。
3.一种权利要求1或2所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：
4.根据权利要求3所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中蒸发温度为60～90℃，步骤(2)中蒸发温度为30～50℃；
5.根据权利要求3所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中焙烧温度为4...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫昊，潘越，陈小博，刘熠斌，赵辉，冯翔，杨朝合，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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