一种用于1，2－丙二醇气相脱氢氧化合成丙酮醛的纳米银沸石膜催化剂的制备方法

技术领域

本发明属于化学化工技术领域，具体涉及一种用于1，2-丙二醇气相脱氢氧化合成丙酮醛的纳米银沸石膜催化剂的制备方法。

背景技术

丙酮醛(又称甲基乙二醛)是合成丙酮酸、丙酮酸钙的中间体，同时被大量运用于生物化学领域。

传统的丙酮醛制造工艺以1，2-丙二醇为原料，电解银作为催化剂，气相脱氢氧化制得丙酮醛。该法存在的问题是对反应温度要求较高，欲达到较高的收得率一般说来反应温度需要在500℃以上，同时由于电解银催化剂很容易在高温时发生团聚，从而会导致催化剂的活性急剧下降，反应床层压力增大，最后不得不停止生产。而且，高温时，原料易断键发生深度氧化，催化剂表面也容易积碳。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于1，2-丙二醇气相脱氢氧化合成丙酮醛的纳米银沸石膜催化剂。

本发明的提出的用于1，2-丙二醇气相脱氢氧化合成丙酮醛的纳米银沸石膜催化剂，是负载在包有超薄沸石膜的金属网上的电解银纳米颗粒，催化剂中银纳米颗粒的含量是1-20wt％，添加组份的含量是0-10wt％，包有沸石膜的金属网的含量是70-99wt％。

本发明的用于1，2-丙二醇气相脱氢氧化合成丙酮醛的纳米银沸石膜催化剂的制备方法，其具体步骤如下：

(1)采用层叠层方法在金属网上长出相应沸石的晶种，然后将金属网浸入一定摩尔配比的Na₂O·Al₂O₃·SiO₂·H₂O的溶液中，在40-80℃温度下静置2-5小时，即用电泳沉积法在金属网上获得单层纳米尺寸的沸石；

(2)将包有沸石膜的金属网浸入硝酸银电解液作为阴极，金属银为阳极，使金属银纳米颗粒均匀分布在沸石膜上，硝酸银浓度是1-20wt％，电解时间1-20分钟；

(3)将(2)中得到的金属网洗涤后加入0-20wt％金属氧化物添加组份；

(4)将(3)中得到的金属网在100-200℃下烘干，300-550℃下焙烧1-4小时，即得到产物。

本发明中，金属氧化物添加组份是银或锰或锌的氧化物中的一种或其混合物中的一种或混合物。

本发明中，洗涤后加入金属氧化物量是0.5-10wt％。

本发明中，金属网可以是铜网、银网、不锈钢网之一种。

本发明中，金属氧化物在电解时用超声分散方法加入。

本发明中，金属氧化物是用机械混合方式加入。

本发明中，纳米银沸石膜催化剂作为1，2-丙二醇气相脱氢氧化合成丙酮醛催化剂的应用。利用本发明，将1，2-丙二醇与氧气在摩尔比为0.6-4.0范围内加热气化混合后进入催化床反应，催化床是已用层叠层法以及电解法制备的纳米银沸石膜催化剂，在200-450℃温度下，1，2-丙二醇的液时空速是0.5-10.0hr^-1条件下反应，即可获得高转化率的1，2-丙二醇和高选择性的丙酮醛。

本发明催化剂制备采用层叠层—电解法，低温催化效果优于传统的电解银催化剂，在活性组分银纳米颗粒均匀分散的纳米银沸石膜催化剂存在下，1，2-丙二醇通过气相脱氢制备丙酮醛的方法。该法的特点在于催化脱氢连续进行，1，2-丙二醇气相脱氢一步完成，反应温度较低，工艺简单，催化脱氢的转化率可达95.1％，选择性可达75.6％。