金属在被负载的含金属催化剂中的应用制造技术

技术编号:7136960 阅读:157 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
总体而言,本发明专利技术涉及在负载的含金属催化剂的金属应用中的改进。例如,本发明专利技术涉及引导和/或控制金属沉积在多孔基底的表面上的方法。本发明专利技术还涉及制备催化剂的方法,其中第一金属被沉积在载体(例如,多孔碳载体)上从而在所述载体的表面上提供一个或多个第一金属的区域,以及第二金属被沉积在一个或多个第一金属的区域的表面上。总体而言,第一金属(例如,铜或铁)的正电性高于第二金属(例如,诸如铂之类的贵金属)的正电性,并且第二金属通过置换第一金属而被沉积在一个或多个第一金属区域的表面上。本发明专利技术进一步涉及经处理的基底、催化剂前体结构以及通过所述的这些方法制备的催化剂。本发明专利技术进一步涉及在催化氧化反应中按照本发明专利技术所述而制备的催化剂的用途,所述的催化氧化反应例如为基底的氧化,所述的基底选自:N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸或其盐、甲醛和/或甲酸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
总体而言,本专利技术涉及在被负载的含金属催化剂中的金属应用方面的改进。例如, 本专利技术涉及用于引导和/或控制金属沉积到多孔基底表面上的方法。更具体而言,本专利技术 的一些实施方案涉及用于处理多孔基底(例如,多孔碳基底或多孔金属基底)从而提供经 处理的基底的方法,其中所述的经处理的基底具有一种或多种可以被用作用于含金属催化 剂的所需的性质(例如,减小的表面面积,其有助于形成公称直径在预定范围内的孔)。本专利技术还涉及用于制备催化剂的方法,其中第一金属被沉积在载体(例如多孔碳 载体)上,从而在所述载体的表面上提供一个或多个第一金属的区域,以及第二金属被沉 积在所述第一金属的一个或多个区域的表面上。通常,所述第一金属(例如,铜或铁)的正 电性高于所述第二金属(例如,贵族金属,如钼)的正电性,并且所述的第二金属通过置换 所述的第一金属而被沉积在所述的第一金属的一个或多个区域的表面上。本专利技术进一步涉及通过所述的这些方法制备的经处理的基底,催化剂前体结构以 及催化剂。本专利技术进一步涉及在催化氧化反应中如本文所详述而制备的催化剂的用途,其中 所述的氧化例如为选自N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸或其盐、甲醛和/或甲酸中的基底 的氧化。
技术介绍
N-(膦酰基甲基)氨基乙酸(在农业化学工业领域中已知为草甘膦)在美国专利 No. 3,799,758中有所描述。草甘膦及其盐在水性配制物中可以方便地用作后备除草剂。其 是一种高效且具有商业重要性的广谱除草剂,可用于杀死或控制多种植物的生长,包括发 芽的种子,新生的幼苗,成熟且固定生长的木本和草本植被,以及水生植物。用于生产草甘膦的多种方法在本领域中是已知的,包括使用了碳负载的含贵金属 催化剂的多种方法。参见例如Krner et al.的美国专利No. 6,417,133和Wan et al的国 际公开号No. WO 2006/031938。总体而言,这些方法包括在碳负载的含贵金属催化剂存在的 条件下,N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸(S卩,PMIDA)的液相氧化断裂。伴随着草甘膦产 物,还可以形成多种副产物,例如甲酸,甲酸(其是通过甲醛副产物的氧化而形成的);氨甲 基磷酸(AMPA)和甲基氨甲基磷酸(MAMPA),其是通过N-(膦酰基甲基)氨基乙酸的氧化而 形成的;以及亚氨基二乙酸(IDA),其是通过PMIDA的脱磷酸甲基化而形成的。这些副产物 可以减少草甘膦的产量(例如,APMA和/或MAMPA),并且可以弓丨入毒性问题(例如,甲醛)。 因此,优选的是避免这些大量副产物的形成。通常,本领域(包括例如,在Ebner et al.的 U. S. 6,417,133 和 Wan et al.的 国际公开号No. WO 2006/031938中所描述的那样)公知的是碳主要催化PMIDA氧化形 成草甘膦,而贵金属主要催化副产物甲醛氧化形成二氧化碳和水。已经证实Kmer et al.U. S. 6,417,133和Wan et al. WO 2006/031938的催化剂是高度有利的且高效的催化剂, 其可用于将PMIDA氧化形成草甘膦,并将副产物甲醛和甲酸氧化形成二氧化碳和水,并且不会从碳载体上过多的滤出贵金属。这些催化剂在通过PMIDA的氧化而产生草甘膦的连续 过程的操作中也是有效的。尽管这些催化剂在PMIDA氧化中是有效的,并且在PMIDA氧化 条件下通常能够抵抗贵金属的滤出,但是仍然存在改进的机会。例如,在含贵金属催化剂中使用的多孔基底的孔的分布和/或粒径可以影响催化 剂的性能和金属的应用。在基底的孔中引入化合物(即,孔封闭化合物)从而改变金属的 沉积的方法是本领域中已知的。参见例如Duranteet al的美国专利No. 5,439,859。本专利技术的一个目标是有效用于氧化PMIDA、甲醛和/或甲酸的催化剂的研发、以及 所述催化剂的制备方法,其中所述的催化剂能够更高效地利用昂贵的贵金属。更高效的金 属的使用可以提高比常规催化剂更有活性的催化剂。本专利技术的另一个目标是用于制备有效 催化剂的方法的研发,其中所述的催化剂与常规催化剂相比,需要减少了比例的昂贵的贵 金属,同时仍显示出合适的活性。专利技术概述本专利技术提供多种催化剂以及用于制备这些催化剂的方法,其中所述的催化剂可用 于多种多样的氧化反应,所述的方法包括通过氧化PMIDA来制备草甘膦。简而言之,由此,本专利技术涉及氧化催化剂,其包含微粒碳载体、第一金属以及第二 金属,其中所述的载体在其表面上具有包含第一金属和第二金属的颗粒。在至少一个实施方案中,如方案B所述通过能量色散型X射线(EDX)线扫描分析 表征的、分布于至少一个所述的颗粒中的所述第二金属产生了第二金属信号,该信号在穿 过扫描区域所产生的变化不超过大约25%,其中所述的扫描区域具有这样的维度,该维度 为所述至少一个颗粒的最大维度的至少大约70%。在另一个实施方案中,如方案B所述通 过EDX线扫描分析表征的、分布于至少一个所述的颗粒中的所述第二金属产生了第二金属 信号,该信号在穿过扫描区域所产生的变化不超过大约20%,其中所述的扫描区域具有这 样的维度,该维度为所述至少一个颗粒的最大维度的至少大约60%。在另一个实施方案中, 如方案B所述通过EDX线扫描分析表征的、分布于至少一个所述的颗粒中的所述第二金属 产生了第二金属信号,该信号在穿过扫描区域所产生的变化不超过大约15%,其中所述的 扫描区域具有这样的维度,该维度为所述至少一个颗粒的最大维度的至少大约50%。本专利技术还涉及氧化催化剂,其包含微粒碳载体、铜以及钼,其中所述的载体在其表 面上具有包含铜和钼的颗粒。如方案B所述通过EDX线扫描分析表征的、分布于至少70% (基数)的所述颗粒中的钼产生了钼信号,该信号在穿过扫描区域所产生的变化不超过大 约25%,其中所述的扫描区域具有这样的维度,该维度为所述颗粒的最大维度的至少大约 70%。本专利技术进一步涉及氧化催化剂,其包含微粒碳载体、第一金属和贵金属,其中所述 的载体在其表面上具有包含第一金属和贵金属的金属颗粒。如方案A所述,所述的催化剂 可以表征为在静态一氧化碳化学吸附分析的循环2过程中,化学吸附至少975ymole CO/克催化剂/克贵金属。本专利技术还涉及氧化催化剂,其包含微粒碳载体、第一金属以及贵金属,其中所述的 载体在其表面上具有包含第一金属和贵金属的颗粒,其中所述的金属颗粒包含含有所述第 一金属的核心,以及至少部分包围所述核心并且包含所述贵金属的壳,其中至少大约70% 的所述贵金属存在于所述颗粒的壳中。在另一个实施方案中,本专利技术涉及氧化催化剂,其包含微粒碳载体、钼以及铜,其 中所述的载体在其表面上具有包含钼和铜的金属颗粒,其中在所述颗粒的表面上,钼的原 子百分率为至少大约10%。在另一实施方案中,本专利技术涉及氧化催化剂,其包含微粒碳载体、第一金属和贵 金属,其中所述的载体在其表面上具有包含第一金属和贵金属的金属颗粒,其中所述的金 属颗粒包含含有所述第一金属的核心,以及至少部分包围所述核心并且包含所述贵金属的 壳;并且如方案A所述,所述的催化剂可以表征为在静态一氧化碳化学吸附分析的循环2过 程中,化学吸附至少975 μ mole CO/克催化剂/克贵金属。在另一实施方案中,本专利技术涉及氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含微粒碳载体、第一金属和第二金属的氧化催化剂,所述的载体在其表面上具有颗粒,该颗粒包含所述的第一金属和所述的第二金属,其中:  按照方案B所述通过EDX线扫描分析表征的、分布在至少一个所述的颗粒中的所述第二金属产生了第二金属信号,该信号在穿过扫描区域所产生的变化不超过大约25%,其中所述的扫描区域具有这样的维度,该维度为所述至少一个颗粒的最大维度的至少大约70%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/049,4652008年5月1日1.一种包含微粒碳载体、第一金属和第二金属的氧化催化剂,所述的载体在其表面上 具有颗粒,该颗粒包含所述的第一金属和所述的第二金属,其中按照方案B所述通过EDX线扫描分析表征的、分布在至少一个所述的颗粒中的所述 第二金属产生了第二金属信号,该信号在穿过扫描区域所产生的变化不超过大约25%,其 中所述的扫描区域具有这样的维度,该维度为所述至少一个颗粒的最大维度的至少大约 70%。2.权利要求1所述的氧化催化剂,其中在穿过所述的扫描区域时,所述的第二金属信 号所产生的变化不超过大约20%,不超过大约15%,不超过大约10 %,或不超过大约5%。3.一种包含微粒碳载体、第一金属和第二金属的氧化催化剂,所述的载体在其表面上 具有颗粒,该颗粒包含所述的第一金属和所述的第二金属,其中按照方案B所述通过EDX线扫描分析表征的、分布在至少一个所述的颗粒中的所述 第二金属产生了第二金属信号,该信号在穿过扫描区域所产生的变化不超过大约20%,其 中所述的扫描区域具有这样的维度,该维度为所述至少一个颗粒的最大维度的至少大约 60%。4.权利要求3所述的氧化催化剂,其中在穿过所述的扫描区域时,所述的第二金属信 号所产生的变化不超过大约15%,不超过大约10%,或不超过大约5%。5.一种包含微粒碳载体、第一金属和第二金属的氧化催化剂,所述的载体在其表面上 具有颗粒,该颗粒包含所述的第一金属和所述的第二金属,其中按照方案B所述通过EDX线扫描分析表征的、分布在至少一个所述的颗粒中的所述 第二金属产生了第二金属信号,该信号在穿过扫描区域所产生的变化不超过大约15%,其 中所述的扫描区域具有这样的维度,该维度为所述至少一个颗粒的最大维度的至少大约 50%。6.权利要求5所述的氧化催化剂,其中在穿过所述的扫描区域时,所述的第二金属信 号所产生的变化不超过大约10%,或不超过大约5%。7.权利要求1至6的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的至少一个颗粒中的第 二金属与第一金属的原子比为小于1 1,小于大约0.8 1,小于大约0.6 1,或者小于 大约0.5 1。8.权利要求1至7的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的至少一个颗粒具有为 至少大约6nm,至少大约8nm,至少大约10nm,或至少大约12nm的最大维度。9.权利要求1至8的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的至少一个颗粒占所 述碳载体表面上的至少大约1%,至少大约5%,至少大约10%,至少大约15%,至少大约 20 %,至少大约25 %,至少大约30 %,至少大约35 %,至少大约40 %,至少大约45 %,至少大 约50%,至少大约55%,至少大约60%,至少大约65%,至少大约70%,至少大约75%,至 少大约85 %,或者至少大约90 %。10.权利要求1至9的任意一项中所述的氧化催化剂,其中按照方案B所述通过EDX 线扫描分析表征的、分布在至少一个所述的金属颗粒中的所述第一金属产生了第一金属信 号,在穿过扫描区域时最大第一金属信号与最大第二金属信号的比例为至少大约1.5 1, 至少大约2 1,至少大约2. 5 1,至少大约3 1,至少大约4 1,或者至少大约5 1。11.一种包含微粒碳载体的氧化催化剂,所述的微粒碳载体在其表面上具有金属颗粒,该金属颗粒包含第一金属和第二金属,其中所述第一金属的正电性高于所述第二金属的正电性,并且所述的第二金属通过置换催 化剂前体结构的第一金属的一个或多个区域上的第一金属离子而被沉积;以及所述第二金 属与所述第一金属的重量比为至少大约0.25 1。12.权利要求1至11的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属选自钒、 钨、钼、金、锇、铱、钽、钯、钌、锑、铋、砷、汞、银、铜、钛、锡、铅、锗、锆、铈、镍、钴、铁、铬、锌、 锰、铝、铍、镁、锂、钡、铯、以及它们的组合。13.权利要求12所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属选自铜、锡、镍、钴、以及它 们的组合。14.权利要求12所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属选自钴、铜、铁、以及它们的组合。15.权利要求12所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属为铜。16.权利要求12所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属为铁。17.权利要求12所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属为钴。18.权利要求1至17的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属占所述催 化剂的至少大约1重量%,至少大约1. 5重量%,至少大约2重量%,至少大约3重量%,至 少大约4重量%,或者至少大约5重量%。19.权利要求1至17的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属占所述催 化剂的大约1重量%至大约10重量%,占所述催化剂的大约1. 5重量%至大约8重量%, 占所述催化剂的大约2重量%至大约5重量%,或者占所述催化剂的大约4重量%。20.权利要求1至19的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的第二金属为贵金属。21.权利要求20所述的氧化催化剂,其中所述的贵金属选自钼、钯、钌、铑、铱、银、锇、 金、以及它们的组合。22.权利要求20所述的氧化催化剂,其中所述的贵金属包含钼、钯、或者钼和钯。23.权利要求20所述的氧化催化剂,其中所述的贵金属为钼。24.权利要求1至23的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的第二金属占所述催 化剂的至少大约1重量%,至少大约2重量%,或者至少大约3重量%。25.权利要求1至23的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的第二金属占所述催 化剂的少于大约8重量%,少于大约7重量%,少于大约6重量%,少于大约5重量%,或者 少于大约4重量%。26.权利要求1至23的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的第二金属占所述催 化剂的大约3重量%至大约6重量%,或者大约4重量%至大约5重量%。27.权利要求1至23的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的第二金属占所述催 化剂的大约1重量%至大约5重量%,大约1. 5重量%至大约4重量%,或者大约2重量至 大约3重量%。28.权利要求20至27的任意一项中所述的氧化催化剂,其中如方案A所述的在静态 一氧化碳化学吸附分析的循环2过程中,所述催化剂可表征为吸附至少大约500,至少大约 600,至少大约700,至少大约800,至少大约900,至少大约1000,或者至少大约IlOOymoleC0/g催化剂/g贵金属。29.权利要求1至观的任意一项中所述的氧化催化剂,其中在所述碳载体表面上的金 属颗粒包含含有第一金属的核心、以及至少部分包围所述核心且包含所述第二金属的壳。30.权利要求四所述的氧化催化剂,其中所述第二金属的至少大约10%,至少大约 20 %,至少大约30 %,至少大约40 %,至少大约50 %,至少大约60 %,至少大约70 %,至少大 约80%,或者至少大约90%存在于所述金属颗粒的壳中。31.权利要求1至30的任意一项中所述的氧化催化剂,其中在所述碳载体的表面上,存 在于含第一金属和第二金属的颗粒的表面上的第二金属的原子百分率为至少大约2%,至 少大约5 %,至少大约10 %,至少大约20 %,至少大约20 %,至少大约30 %,至少大约40 %, 或至少大约50%。32.一种包含微粒碳载体、第一金属和贵金属的氧化催化剂,所述的载体在其表面上具 有金属颗粒,该金属颗粒包含所述的第一金属和所述的贵金属,其中如方案A所述的在静 态一氧化碳化学吸附分析的循环2过程中,所述催化剂可表征为化学吸附至少975 μ mole C0/g催化剂/g贵金属。33.权利要求32所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属选自钒、钨、钼、金、锇、铱、 钽、钯、钌、锑、铋、砷、汞、银、铜、钛、锡、铅、锗、锆、铈、镍、钴、铁、铬、锌、锰、铝、铍、镁、锂、 钡、铯、以及它们的组合。34.权利要求33所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属选自铜、锡、镍、钴、以及它 们的组合。35.权利要求33所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属选自钴、铜、铁、以及它们的组合。36.权利要求33所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属为铜。37.权利要求33所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属为铁。38.权利要求33所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属为钴。39.权利要求32至38的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属占所述催 化剂的至少大约1重量%,至少大约1. 5重量%,至少大约2重量%,至少大约3重量%,至 少大约4重量%,或者至少大约5重量%。40.权利要求32至38的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的第一金属占所述催 化剂的大约1重量%至大约10重量%,占所述催化剂的大约1. 5重量%至大约8重量%, 占所述催化剂的大约2重量%至大约5重量%,或者占所述催化剂的大约4重量%。41.权利要求32至40的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的贵金属选自钼、 钯、钌、铑、铱、银、锇、金、以及它们的组合。42.权利要求41所述的氧化催化剂,其中所述的贵金属包含钼、钯、或者钼和钯。43.权利要求41所述的氧化催化剂,其中所述的贵金属为钼。44.权利要求32至43的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的贵金属占所述催化 剂的至少大约1重量%,至少大约2重量%,或者至少大约3重量%。45.权利要求32至43的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的贵金属占所述催化 剂的少于大约8重量%,少于大约7重量%,少于大约6重量%,少于大约5重量%,或者少 于大约4重量%。46.权利要求32至43的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的贵金属占所述催化剂的大约3重量%至大约6重量%,或者大约4重量%至大约5重量%。47.权利要求32至43的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述的贵金属占所述催化 剂的大约1重量%至大约5重量%,大约1. 5重量%至大约4重量%,或者大约2重量至大 约3重量%。48.权利要求32至47的任意一项中所述的氧化催化剂,其中如方案A所述的在静态一 氧化碳化学吸附分析的循环2过程中,所述催化剂可表征为化学吸附至少大约1000,或者 至少大约1100 μ mole C0/g催化剂/g贵金属。49.权利要求32至48的任意一项中所述的氧化催化剂,其中在所述碳载体表面上的金 属颗粒包含含有第一金属的核心、以及至少部分包围所述核心且包含所述贵金属的壳。50.权利要求49所述的氧化催化剂,其中所述贵金属的至少大约10%,至少大约20 %, 至少大约30%,至少大约40%,至少大约50%,至少大约60%,至少大约70%,至少大约 80 %,或者至少大约90 %存在于所述金属颗粒的壳中。51.权利要求32至50的任意一项中所述的氧化催化剂,其中在所述碳载体的表面上, 存在于含第一金属和贵金属的颗粒的表面上的贵金属的原子百分率为至少大约2%,至少 大约5 %,至少大约10 %,至少大约20 %,至少大约20 %,至少大约30 %,至少大约40 %,或 至少大约50%。52.一种包含微粒碳载体、铜和钼的氧化催化剂,所述的载体在其表面上具有包含铜和 钼的颗粒,其中按照方案B所述通过EDX线扫描分析表征的、分布于至少70% (基数)的所述颗粒中 的钼产生了钼信号,该信号在穿过扫描区域所产生的变化不超过大约25%,其中所述的扫 描区域具有为所述颗粒的最大维度的至少大约70%的维度。53.一种包含微粒碳载体、第一金属和贵金属的氧化催化剂,所述的载体在其表面上具 有金属颗粒,该金属颗粒包含所述的第一金属和所述的贵金属,其中所述的金属颗粒包含含有第一金属的核心、以及至少部分包围所述核心且包含所述贵 金属的壳,其中至少大约70%的所述的贵金属存在于所述颗粒的壳上。54.一种包含微粒碳载体、第一金属和贵金属的氧化催化剂,所述的载体在其表面上具 有金属颗粒,该金属颗粒包含所述的第一金属和所述的贵金属,其中所述的金属颗粒包含含有所述第一金属的核心、以及至少部分包围所述核心且包含所 述贵金属的壳;所述贵金属占所述催化剂的少于5重量% ;以及按照方案A所述在静态一氧化碳化学吸附分析的循环2过程中,所述催化剂可表征为 化学吸附至少大约800 μ mole C0/g催化剂/g贵金属。55.一种包含微粒碳载体、钼和铜的氧化催化剂,所述的载体在其表面上具有金属颗 粒,该金属颗粒包含钼和铜,其中所述颗粒表面上的钼的原子百分率为至少大约10%。56.一种包含微粒碳载体、钼和铜的氧化催化剂,所述的载体在其表面上具有金属颗 粒,该金属颗粒包含钼和铜,其中在所述颗粒的表面上,钼的原子百分率为至少大约5% ;以及按照方案A所述在静态一氧化碳化学吸附分析的循环2过程中,所述催化剂可表征为 化学吸附至少大约500 μ mole C0/g催化剂/g贵金属。57.权利要求1至56的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述碳载体的比表面积为 至少大约500m2/g,至少大约750m2/g,至少大约1000m2/g,或至少大约1250m2/g。58.权利要求1至56的任意一项中所述的氧化催化剂,其中所述碳载体的比表面积为 大约10m2/g至大约3000m2/g,大约500m2/g至大约2100m2/g,大约750m2/g至大约1900m2/ g,大约 1000 至大约 1900m2/g,大约 1000m2/g 至大约 1700m2/g,1000m2/g 至大约 1500m2/g,大 约 1100m2/g 至大约 1500m2/g,大约 1250m2/g 至大约 1500m2/g,大约 1200m2/g 至大约 1400m2/ g,或大约 1400m2/g。59.一种用于氧化基底的方法,所述的基底选自N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸或其 盐、甲醛和甲酸,所述方法包括在包含第一金属、贵金属和多孔碳载体的氧化催化剂存在的条件下,将所述的基底与 氧化剂相接触,所述的催化剂包含位于所述碳载体表面上的一个或多个第一金属区域,以 及位于所述的一个或多个第一金属区域的表面上的一个或多个贵金属区域,其中所述的第 一金属具有比所述贵金属的正电性更高的正电性。60.权利要求59所述的方法,其中所述的氧化催化剂是通过以下方法制备得到的,所 述的方法包括将其表面上具有一个或多个第一金属区域的所述碳载体与包含所述贵金属 的离子的贵金属沉积池相接触,从而通过由一个或多个所述的区域上置换所述的第一金属 而沉积所述的贵金属。61.一种用于氧化基底的方法,所述的基底选自N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸或其 盐、甲醛和甲酸,所述方法包括在包含微粒碳载体、第一金属和第二金属的氧化催化剂存在的条件下,将所述的基底 与氧化剂相接触,所述的载体在其表面上具有包含所述的第一金属和所述的第二金属的颗 粒,其中按照方案B所述通过EDX线扫描分析表征的、分布于至少一个所述颗粒中的所述的第 二金属产生了第二金属信号,该信号在穿过扫描区域所产生的变化不超过大约25%,其中 所述的扫描区域具有为所述至少一个颗粒的最大维度的至少大约70%的维度。62.一种用于氧化基底的方法,所述的基底选自N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸或其 盐、甲醛和甲酸,所述方法包括在包含微粒碳载体、第一金属和第二金属的氧化催化剂存在的条件下,将所述的基底 与氧化剂相接触,所述的载体在其表面上具有包含所述的第一金属和所述的第二金属的颗 粒,其中按照方案B所述通过EDX线扫描分析表征的、分布于至少一个所述颗粒中的所述的第 二金属产生了第二金属信号,该信号在穿过扫描区域所产生的变化不超过大约20%,其中 所述的扫描区域具有为所述至少一个颗粒的最大维度的至少大约60%的维度。63.一种用于氧化基底的方法,所述的基底选自N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸或其 盐、甲醛和甲酸,所述方法包括在包含微粒碳载体、第一金属和第二金属的氧化催化剂存在的条件下,将所述的基底 与氧化剂相接触,所述的载体在其表面上具有包含所述的第一金属和所述的第二金属的颗 粒,其中按照方案B所述通过EDX线扫描分析表征的、分布于至少一个所述颗粒中的所述的第二金属产生了第二金属信号,该信号在穿过扫描区域所产生的变化不超过大约15%,其中 所述的扫描区域具有为所述至少一个颗粒的最大维度的至少大约50%的维度。64.一种用于氧化基底的方法,所述的基底选自N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸或其 盐、甲醛和甲酸,所述方法包括在包含微粒碳载体、第一金属和贵金属的氧化催化剂存在的条件下,将所述的基底与 氧化剂相接触,所述的载体在其表面上具有包含所述的第一金属和所述的贵金属的颗粒, 其中按照方案A所述在静态一氧化碳化学吸附分析的循环2过程中,所述催化剂可表征为 化学吸附至少975 μ moleCO/g催化剂/g贵金属。65.一种用于氧化基底的方法,所述的基底选自N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸或其 盐、甲醛和甲酸,所述方法包括在权利要求1至58的任意一项中所述的氧化催化剂存在的条件下,将所述的基底与氧 化剂相接触。66.一种用于氧化基底的方法,所述的基底选自N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸或其 盐、甲醛和甲酸,所述方法包括按照权利要求69至196的任意一项中所述的方法制备的氧化催化剂存在的条件下,将 所述的基底与氧化剂相接触。67.权利要求59至66的任意一项中所述的方法,其中所述的基底为N-(膦酰基甲基) 亚氨基二乙酸或其盐。68.权利要求67所述的方法,其中所述的氧化催化剂可有效地用于氧化在N-(膦酰基 甲基)亚氨基二乙酸或其盐的氧化过程中产生的副产物甲醛和/或甲酸。69.一种用于制备包含第一金属、第二金属和多孔载体的催化剂的方法,所述的载体具 有包含公称直径在预定范围内的孔以及公称直径在预定范围外的孔的表面,所述的方法包 括将孔封闭剂设置在公称直径在预定范围内的所述多孔载体的孔中,所述的孔封闭剂具 有与公称直径在预定范围内的孔的开口相关的至少一个维度,使得所述的孔封闭剂优选地 被保持在所述的孔中;将所述的载体与包含水性介质和所述第一金属的离子的第一金属沉积池相接触,从而 将所述的第一金属沉积在所述多孔载体表面上的、公称直径在预定范围外的孔中,由此形 成在所述载体表面上的公称直径在预定范围外的孔中具有所述的沉积的第一金属的一个 或多个区域的催化剂前体结构;以及将所述的催化剂前体结构与包含所述第二金属的离子的第二金属沉积池相接触,从而 将所述的第二金属沉积在所述催化剂前体结构的表面上。70.一种用于制备包含第一金属、第二金属和多孔载体的催化剂的方法,所述的载体具 有包含公称直径在预定范围内的孔以及公称直径在预定范围外的孔的表面,所述的方法包 括将所述的载体与包含水性介质、所述第一金属的离子以及配位剂的第一金属沉积池接 触,其中所述的配位剂能够与其至少一个维度大于在预定范围内的孔的公称直径的所述的 第一金属形成配位化合物,由此将所述的第一金属沉积在所述载体表面上的、公称直径在 预定范围外的孔中,从而在所述载体的表面上形成具有所述的沉积的第一金属的一个或多个区域的催化剂前体结构;以及将所述的催化剂前体结构与包含所述的第二金属的离子的第二金属沉积池相接触,由 此将所述的第二金属沉积在所述催化剂前体结构的表面上。71.一种用于制备包含第一金属、第二金属和多孔载体的催化剂的方法,所述的方法包括将所述的多孔碳载体与包含所述的第一金属的离子的第一金属沉积池相接触,从而将 所述的第一金属沉积到所述多孔碳载体的表面上,由此形成在所述载体的表面上具有所述 的沉积的第一金属的一个或多个区域的催化剂前体结构,其中所述的第一金属具有比所述 的第二金属的正电性更高的正电性;将所述的催化剂前体结构与包含所述的第二金属的离子的第二金属沉积池相接触,由 此通过由一个或多个所述的区域置换所述的第一金属而将所述的第二金属沉积在所述催 化剂前体结构的表面上;以及在非氧化环境下,将具有沉积在所述催化剂前体结构的表面上的所述第一金属和所述 第二金属的所述催化剂前体结构加热至至少大约500°C。72.一种用于制备包含第一金属、第二金属和多孔载体的催化剂的方法,所述的方法包括将所述的多孔碳载体与包含所述的第一金属的离子的第一金属沉积池相接触,从而将 所述的第一金属沉积到所述多孔碳载体的表面上,由此形成在所述载体的表面上具有所述 的沉积的第一金属的一个或多个区域的催化剂前体结构,其中所述的碳载体具有至少大约 500m2/g的朗缪尔表面积并且所述的第一金属具有比所述的第二金属的正电性更高的正电 性;以及将所述的催化剂前体结构与包含所述的第二金属的离子的第二金属沉积池相接触,由 此通过由一个或多个所述的区域置换所述的第一金属而将所述的第二金属沉积在所述催 化剂前体结构的表面上。73.权利要求69至72的任意一项中所述的方法,其中所述的第一金属沉积池和所述的 载体是在没有外界施加电压的情况下相接触的。74.权利要求69至73的任意一项中所述的方法,其中所述的载体包含多孔碳载体、含 多孔金属的合金、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、或它们的组合。75.权利要求73或74所述的方法,其中所述的载体为朗缪尔表面积为至少大约500m2/ g、至少大约750m2/g、至少大约1000m2/g、或者至少大约1250m2/g的多孔碳载体。76.权利要求75所述的方法,其中所述的载体为朗缪尔表面积为大约500m2/g至大约 2100m2/g、大约 750m2/g 至大约 1900m2/g、大约 1000m2/g 至大约 1700m2/g、或者大约 1250m2/ g至大约1500m2/g的多孔碳载体。77.权利要求74至76的任意一项中所述的方法,其中所述的载体为孔体积为至少大约 0. lml/g、至少大约0. aiil/g、或者至少大约0. 4ml/g的多孔碳载体。78.权利要求74至76的任意一项中所述的方法,其中所述的载体为孔体积为大约 0. lml/g至大约2. 5ml/g、大约0. 2ml/g至大约2. 0ml/g、或者大约0. 4ml/g至大约1. 5ml/g 的多孔碳载体。79.权利要求69至78的任意一项中所述的方法,其中所述的第一金属的正电性高于所述第二金属的正电性。80.权利要求69至79的任意一项中所述的方法,其中所述的第一金属选自钒、钨、 钼、金、锇、铱、钽、钯、钌、锑、铋、砷、汞、银、铜、钛、锡、铅、锗、锆、铈、镍、钴、铁、铬、锌、锰、 铝、铍、镁、锂、钡、铯、以及它们的组合。81.权利要求80所述的方法,其中所述的第一金属选自铜、锡、镍、钴、以及它们的组I=I O82.权利要求80所述的方法,其中所述的第一金属选自钴、铜、铁、以及它们的组合。83.权利要求69至82的任意一项中所述的方法,其中所述的第一金属沉积池包含所述 的第一金属的源,该第一金属的源选自第一金属的硫酸盐、第一金属的硝酸盐、第一金属 的氯化物、第一金属的酒石酸盐、第一金属的磷酸盐、以及它们的组合。84.权利要求83所述的方法,其中所述的第一金属的源以至少大约lg/L、至少大约 2. 5g/L或者至少大约4g/L的浓度存在于所述的沉积池中。85.权利要求83所述的方法,其中所述的第一金属的源以大约lg/L至大约20g/L、大 约2. 5g/L至大约12. 5g/L、或者大约4g/L至大约10g/L的浓度存在于所述的沉积池中。86.权利要求69至85的任意一项中所述的方法,其中所述的第一金属沉积池包含还原 剂,该还原剂选自磷酸二氢钠、甲醛、甲酸、甲酸盐、硼氢化物的盐、取代的硼氢化物的盐、 醇化钠、胼、乙二醇、以及它们的组合。87.权利要求86所述的方法,其中所述的还原剂包含甲醛。88.权利要求86所述的方法,其中所述的还原剂包含硼氢化钠。89.权利要求86所述的方法,其中所述的还原剂包含乙二醇。90.权利要求86至89的任意一项中所述的方法,其中所述的还原剂以至少大约lg/L、 至少大约2g/L、或者至少大约5g/L的浓度存在于所述的第一金属沉积池中。91.权利要求86至89的任意一项中所述的方法,其中所述的还原剂以大约lg/L至大 约20g/L、大约2g/L至大约15g/L、或者大约5g/L至大约10g/L的浓度存在于所述的第一 金属沉积池中。92.权利要求86至89的任意一项中所述的方法,其中在所述的第一金属沉积池中所述 的还原剂与所述的第一金属的重量比为至少大约0.5 1、或者至少大约1 1。93.权利要求92所述的方法,其中在所述的第一金属沉积池中所述的还原剂与所述的 第一金属的重量比为大约0.5 1至大约5 1、大约1 1至大约3 1、或者大约1 1 至大约2 1。94.权利要求69至93的任意一项中所述的方法,其中所述的第一金属沉积池与所述的 载体在大约10°C至大约50°C、或者大约20°C至大约45°C的温度下相接触。95.权利要求69至94的任意一项中所述的方法,其中在所述的第一金属沉积池与所述 的载体相接触的过程中,对所述的第一金属沉积池进行搅拌。96.权利要求69至95的任意一项中所述的方法,其中所述的载体与所述的第一金属沉 积池在非氧化环境下相接触。97.权利要求69至96的任意一项中所述的方法,其中所述的第一金属沉积池包含碱性 氢氧化物,该碱性氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾、以及它们的组合。98.权利要求69至97的任意一项中所述的方法,其中所述的第一金属包含铜。99.权利要求98所述的方法,其中所述的第一金属沉积池包含铜源,该铜源选自硝酸 铜、硫酸铜、氯化铜、醋酸铜、草酸铜、甲酸盐形式的铜、以及它们的组合。100.权利要求98或99所述的方法,其中所述的铜以至少大约0.25g/L、至少大约Ig/ L、至少大约2g/L、或者至少大约3g/L的浓度存在于所述的第一金属沉积池中。101.权利要求98或99所述的方法,其中所述的铜以大约0.25g/L至大约15g/L、大约 lg/L至大约12g/L、或者大约2g/L至大约10g/L的浓度存在于所述的第一金属沉积池中。102.权利要求69至101的任意一项中所述的方法,其中所述的第一金属沉积池的pH 为大于大约8、大于大约9、或者大于大约10。103.权利要求69至101的任意一项中所述的方法,其中所述的第一金属沉积池的pH 为大约8至大约13、或者大约9至大约12。104.权利要求69至97的任意一项中所述的方法,其中所述的第一金属包含铁。105.权利要求104所述的方法,其中所述的第一金属沉积池包含铁源,该铁源选自硝 酸盐、硫酸盐、氯化物、醋酸盐、草酸盐、甲酸盐、以及它们的组合。106.权利要求104或105所述的方法,其中所述的铁以大约2g/L至大约8g/L、或者优 选的为大约3g/L至大约6g/L、还要更优选...

【专利技术属性】
技术研发人员:KT·万
申请(专利权)人:孟山都技术公司
类型:发明
国别省市:US

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