JP6042429B2 - 過酸化水素を得るための方法及び該方法のための触媒担体 - Google Patents
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Description
触媒は、Silicycle社製の、スルホン酸基とブロモフェニル基とで官能化された市販の粉末状シリカ(製品番号R81230B)(2.22重量%のSと1.55重量%のBrを含有し、細孔容積0.8mL/g、BET比面積500m2/g)から製造した。最初に、シリカと同じ溶媒体積のアセトンで3回固体を洗浄した。次に、シリカ担体(10g)を125mLのアセトン中で撹拌した。酢酸パラジウム(422mg)のアセトン(50mL)溶液を滴下して担体懸濁液に添加した。懸濁液を室温で1時間撹拌した。溶液を濾過して得られた固体を洗浄し、100℃で1時間空気乾燥した。パラジウム含量は2.0重量%であった。
実施例1で製造した2.5gの触媒を320gのメタノールと共にオートクレーブ中に置き、混合物の温度を40℃で安定させた。系をH2:O2:N2(3.6:55:41.4)の混合物を用いて、総流量5300mLN/分で、撹拌なしで5.0MPa(a)まで加圧した。温度と圧力が安定した後、撹拌(1500rpm)を始めて反応を開始させた。反応開始から3時間(3h)後、6.3重量%の過酸化水素濃度が達成された。水素−過酸化水素選択率は49%であった。
触媒は、Silicycle社から購入した、フェニルスルホン酸基とブロモフェニル基とで官能化された市販の粉末状シリカ(製品番号R81230B)(2.18重量%のSと3.1重量%のBrを含有し、細孔容積0.8mL/g、BET比面積500m2/g)から製造した。最初に、シリカと同じ溶媒体積のアセトンで3回固体を洗浄した。次に、シリカ担体(10g)を125mLのアセトン中で撹拌した。酢酸パラジウム(422mg)のアセトン(50mL)溶液を滴下して担体懸濁液に添加した。懸濁液を室温で1時間撹拌した。懸濁液を濾過して得られた固体を洗浄し、100℃で1時間減圧乾燥した。パラジウム含量は1.8重量%であった。
実施例3で製造した2.8gの触媒を320gのメタノールと共にオートクレーブ中に置き、混合物の温度を40℃で安定させた。系をH2:O2:N2(3.6:55:41.4)の混合物を用いて、総流量5300mLN/分で、撹拌なしで5.0MPa(a)まで加圧した。温度と圧力が安定した後、撹拌(1500rpm)を始めて反応を開始させた。反応開始から3時間後、6.9重量%の過酸化水素濃度が得られた。水素−過酸化水素選択率は46%であった。
10gのLewatit K2641(BET比表面積35m2/g、細孔容積0.3mL/g、交換能力4.8eq/l)を50mLのテトラヒドロフラン共に撹拌し、60℃に加熱した。30分後、Br2のテトラヒドロフラン溶液(20%)1mlをポリマー懸濁液に添加した。30分後、FeCl3(臭素量基準で5mol%)をポリマー懸濁液に添加した。反応混合物を還流温度で72時間撹拌した。懸濁液を濾過し、得られた固体を水で洗浄した。固体をH2SO4の溶液でイオン交換し、その後これを濾過して4時間真空乾燥した。このハロゲン化された樹脂は触媒の製造で使用した。
実施例5で製造した3.38gの触媒を320gのメタノールと共にオートクレーブ中に置き、混合物の温度を40℃で安定させた。系をH2:O2:N2(3.6:55:41.4)の混合物を用いて、総流量5300mLN/分で、撹拌なしで5.0MPa(a)まで加圧した。温度と圧力が安定した後、撹拌(1500rpm)を始めて反応を開始させた。反応開始から3時間後、7.0重量%の過酸化水素濃度が得られた。水素−過酸化水素選択率は46%であった。
10gのLewatit K2641(BET比表面積35m2/g、細孔容積0.3mL/g、交換能力4.8eq/l)を50mlのテトラヒドロフランと共に撹拌し、60℃に加熱した。30分後、Br2のテトラヒドロフラン溶液(20%)2mlをポリマー懸濁液に添加した。30分後、FeCl3(臭素量基準で5mol%)をポリマー懸濁液に添加した。反応混合物を還流温度で72時間撹拌した。懸濁液を濾過し、得られた固体を水で洗浄した。固体をH2SO4の溶液でイオン交換し、その後これを濾過して4時間真空乾燥した。このハロゲン化された樹脂は触媒の製造で使用した。
実施例7で製造した2.54gの触媒を320gのメタノールと共にオートクレーブ中に置き、混合物の温度を40℃で安定させた。系をH2:O2:N2(3.6:55:41.4)の混合物を用いて、総流量5300mLN/分で、撹拌なしで5.0MPa(a)まで加圧した。温度と圧力が安定した後、撹拌(1500rpm)を始めて反応を開始させた。反応開始から3時間後、8.5重量%の過酸化水素濃度が得られた。水素−過酸化水素選択率は54%であった。
触媒は、欧州特許第2000205号の実施例2に教示されているように製造した。パラジウム含量は1.98重量%であった。2.5gの触媒を320gのメタノールと共にオートクレーブ中に置き、混合物の温度を40℃で安定させた。系をH2:O2:N2(3.6:55:41.4)の混合物を用いて、流量5300mLN/分で、撹拌なしで5.0MPa(a)まで加圧した。温度と圧力が安定した後、撹拌(1500rpm)を始めて反応を開始させた。反応開始から2時間(2h)後、過酸化水素の生成は検知されなかった。
触媒は、欧州特許第1344747号の実施例2に教示されているように製造した。パラジウム含量は1.48重量%であった。3.38gの触媒を320gのメタノールと共にオートクレーブ中に置き、混合物の温度を40℃で安定させた。系をH2:O2:N2(3.6:55:41.4)の混合物を用いて、総流量5300mLN/分で、撹拌なしで5.0MPa(a)まで加圧した。温度と圧力が安定した後、撹拌(1500rpm)を始めて反応を開始させた。反応開始から2時間(2h)後、過酸化水素の生成は検知されなかった。
Claims (12)
- 水素と酸素からの過酸化水素の直接合成のための少なくとも1種の酸基と少なくとも1種のハロゲン原子とで官能化されたシリカを含む無機固体を含んでなる触媒担体であって、少なくとも1種の酸基と少なくとも1種のハロゲン原子がシラノール官能基によってシリカ表面に共有結合される、触媒担体。
- 前記無機固体が、20m2/gより大きい比表面積を有する請求項1に記載の触媒担体。
- 前記無機固体が、0.1〜3mL/gの細孔容積を有する請求項1又は2に記載の触媒担体。
- シリカがアモルファス構造を有する請求項1から3の何れか一項に記載の触媒担体。
- 前記酸基が、スルホン酸、ホスホン酸、カルボン酸、ジカルボン酸、又はそれらの混合物である請求項1から4の何れか一項に記載の触媒担体。
- 前記ハロゲン原子がフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、及びそれらの組み合わせである請求項1から5の何れか一項に記載の触媒担体。
- (i)触媒と(ii)請求項1から6の何れか一項に記載の触媒担体とを含んでなる担持触媒。
- 前記触媒が、周期律表の7〜11族から選択される元素の化合物又はそれらの組み合わせを含む請求項7に記載の担持触媒。
- 水素と酸素からの過酸化水素の製造における請求項1から6の何れか一項に記載の触媒担体の使用。
- 水素と酸素からの過酸化水素の製造における請求項7又は8に記載の担持触媒の使用。
- 請求項7又は8に記載の担持触媒の存在下で水素と酸素とを反応させることを含む、過酸化水素の製造方法。
- 反応が、臭化物、臭素又は酸の非存在下で起きる、請求項11の製造方法。
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