一种复合催化剂及其应用技术领域
本发明属于催化剂领域，具体涉及一种复合催化剂及其应用。
背景技术
乙烯、丙烯等低碳烯烃是石油化工产业中最基本的原料。以乙烯为例，约有75％
的石油化工产品由乙烯生产，它主要用来生产聚乙烯、聚氯乙烯、环氧乙烷/乙二
醇、二氯乙烷、苯乙烯、聚苯乙烯、乙醇、醋酸乙烯等多种重要的有机化工产品，
实际上，乙烯产量已成为衡量一个国家石油化工工业发展水平的标志。
统计显示，从1990年到2003年，我国乙烯当量消费量年均增长12％，此后的增长
速度更加惊人，2003年我国乙烯当量消费量为1350万吨，2005年这一数字便达到1876
万吨，两年间徒增了近40％，中国乙烯市场已成为全球增长速度最快、增长持续时间最
长的国家。
在制取乙烯、丙烯及其它功能烯烃的工艺中，催化剂的效果对于产品的产率与合格
率有着重大的影响。铜系和钙系催化剂是工业生产中一种常用的催化剂，但因其较为活
泼，还原能力较强，因此反应条件较为苛刻。提高铜系催化剂在工业生产中的催化效率，
是目前的一大研究热点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种复合催化剂，以解决现有技术存在的催化效率
不高，催化条件苛刻等问题。
本发明还要解决的技术问题是提供上述复合催化剂的应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种复合催化剂的制备方法，它包括如下步骤：
(1)将偏硅酸钠溶于有机溶剂中，在氮气保护的条件下向有机溶剂中通入氯化氢
气体，30～60℃下反应3～6h；
(2)保持氮气保护条件，向步骤(1)所得的混合体系中加入铜源，67～75℃下反
应3～5h；
(3)向步骤(2)中所得的混合体系中加入沉淀剂，充分混合，溶胶完全后取凝胶；
(4)将步骤(3)中所得的凝胶洗涤、干燥、培烧后，得到复合催化剂。
其中，所述的偏硅酸钠为无水偏硅酸钠。
其中，上述制备方法中，步骤(1)～(3)中，所用试剂均经无水化处理。
其中，上述制备方法中，步骤(1)和(2)中，反应均置于摇床上进行。
步骤(1)中，所述的有机溶剂为吡啶或二甲亚砜。
步骤(1)中，偏硅酸钠和有机溶剂的重量比为1：100～300。
步骤(1)中，偏硅酸钠和氯化氢的摩尔比为1：2～4。
步骤(2)中，所述的金属源为钛酸铜钙。
步骤(2)中，偏硅酸钠和钛酸铜钙中铜的摩尔比为60～92：1。
步骤(3)中，所述的沉淀剂为聚丙烯酰胺或硫酸铁；其中，沉淀剂与偏硅酸钠的
质量比为1：600～750。
步骤(4)中，洗涤的方法为用去离子水冲洗2～3次，干燥的方法为使用亚硫酸钠
干燥，培烧的方法为500～800℃下焙烧1～1.5h。
上述制备方法制备得到的复合催化剂也在本发明的保护范围之内。
上述复合催化剂在催化剂领域的应用也在本发明的保护范围之内。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：
本发明中的复合催化剂，将起催化作用的铜和钙分散固定于硅胶载体上，扩大了其
与反应底料的接触面积。与现有技术相比，该复合催化剂可以同时提供两种催化金属，
催化效率更高，所需的催化条件更温和，有利于工业生产。同时，本发明方法在纯有机
相条件下完成，经对比，较一般的含水条件，所得复合催化剂催化效率更高。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实
施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的
本发明。
实施例1催化剂的制备
制备方法：
(1)将无水偏硅酸钠溶于二甲亚砜中，在氮气保护的条件下向二甲亚砜中通入氯
化氢气体，于摇床上50℃下反应5h；
(2)保持氮气保护条件，向步骤(1)所得的混合体系中加入钛酸铜钙，于摇床上
70℃下反应4h；
(3)向步骤(2)中所得的混合体系中加入聚丙烯酰胺，充分混合，溶胶完全后取
凝胶；
(4)将步骤(3)中所得的凝胶用去离子水冲洗2～3次后，用亚硫酸钠干燥，最后
在700℃下焙烧1h后，得到复合催化剂。
步骤(1)～(3)中，所用试剂均经无水化处理。
步骤(1)中，无水偏硅酸钠和有机溶剂的重量比为1：200。
步骤(1)中，无水偏硅酸钠和氯化氢的摩尔比为1：3。
步骤(2)中，无水偏硅酸钠和钛酸铜钙中铜的摩尔比为83：1。
步骤(3)中，聚丙烯酰胺与无水偏硅酸钠的质量比为1：680。
对比例1
制备方法同实施例1，所不同的是，所用的偏硅酸钠为五水偏硅酸钠。
对比例2
制备方法同实施例1，所不同的是，将二甲亚砜替换为水。
实施例2
将实施例1、对比例1和对比例2中制备得到的复合催化剂用于石油裂解制备乙烯的
反应中。根据反应速率的折算，设实施例1中复合催化剂的催化效率为1，对比例1中的
催化效率为0.72，对比例2中的催化效率为0.32。