本课题对乙醇酸甲酯合成乙醛酸的催化剂及工艺路线进行了研究。该合成路线采用Fe-Co二元氧化物作催化剂,乙醇酸甲酯经催化氧化得到乙醛酸甲酯,再经水解得到乙醛酸。考察了催化剂的组成、催化剂的焙烧温度及催化反应条件对乙醇酸甲酯合成乙醛酸的影响。主要的研究结果如下:1.研究了Fe/Co摩尔比对Fe-Co二元氧化物催化剂物化性能及催化性能的影响。结果表明,与单组分Co₃O₄和Fe₂O₃相比,Fe-Co二元氧化物比表面积大,还原性好,表面酸性和吸附氧量更大。随着Fe/Co摩尔比的增加,催化剂的表面Co³⁺/Co²⁺原子比、氧缺陷含量及表面酸性位数量呈“火山型”的变化趋势。乙醇酸甲酯的转化率和乙醛酸的选择性随着Fe/Co摩尔比增加也呈现出“火山型”变化趋势,当Fe/Co为12/8时转化率和选择性达到最大值。2.研究了焙烧温度对催化剂性能的影响。随着焙烧温度的升高,催化剂的比表面积急剧减小、还原的温度向高温区移动、表面酸性位和Co³⁺/Co²⁺原子比以及表面氧缺陷的量也逐渐减小。在200 ^oC、1 atm、空速为1740 h^-1的反应条件下,300 ^oC处理后的Fe₁₂Co₈对乙醇酸甲酯的转化率是48%,600 ^oC处理后的Fe₁₂Co₈对乙醇酸甲酯的转化率仅有10%。3.考察了反应条件对催化剂性能的影响。升高反应温度提高乙醇酸甲酯的转化率,但温度过高乙醇酸甲酯被过度氧化为CO₂。随着Fe/Co摩尔比的增加,催化剂出现过度氧化的临界温度降低(从Fe₁Co₈的230 ^oC降至Fe₁₆Co₈的205 ^oC)。乙醇酸甲酯的转化率随氧气与乙醇酸甲酯摩尔比的增加而增加,当摩尔比达到1.0后保持稳定。在最佳(220 ^oC、1atm,空速为1740 h^-1)的反应条件下,Fe₁₂Co₈催化剂对乙醇酸甲酯的转化率为76%,乙醛酸的选择性为70%,乙醛酸甲酯的选择性为30%,则乙醛酸的收率为53.2%。本论文的研究结果表明,在Fe-Co二元氧化物催化剂的作用下,乙醇酸甲酯被氧化为乙醛酸甲酯,并进一步水解为乙醛酸,该合成工艺路线可行且绿色环保。