一种脱氯催化剂的制备方法技术领域
本发明属于催化剂领域,具体涉及一种脱氯催化剂的制备方法。
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、丙烯及其后续工艺中,脱氯催化剂的效果对于产品的产率与合格率有
着重大的影响。雷尼镍是一种常见,高效的脱氯催化剂,但其制备成本较高。因此,一
种高效,低成本的镍铝双系催化剂,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脱氯催化剂的制备方法,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。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种脱氯催化剂的制备方法,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,20~50℃下反应2~4h;
(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,60~80℃下反
应2~6h;
(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,得到脱氯催化剂。
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1:200~400。
步骤(1)中,偏硅酸钠和氯化氢的摩尔比为1:3~5。
步骤(2)中,所述的金属源为钯源和铝源;其中,钯源为硝酸钯,铝源为氯化铝。
步骤(2)中,偏硅酸钠和硝酸钯中钯的摩尔比为60~67:1,偏硅酸钠和氯化铝中
铝的摩尔比为70~95:1。
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1:400~620。
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700~800℃下焙烧1~3h。
上述制备方法制备得到的脱氯催化剂也在本发明的保护范围之内。
上述脱氯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:
本发明中的脱氯催化剂,将起催化作用的钯和铝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,该脱氯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,所得脱氯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40℃下反应3h;
(2)保持氮气保护条件,向步骤(1)所得的混合体系中加入硝酸钯和氯化铝,于
摇床上75℃下反应5h;
(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750℃下焙烧2h后,得到脱氯催化剂。
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1:380。
步骤(1)中,无水偏硅酸钠和氯化氢的摩尔比为1:4。
步骤(2)中,无水偏硅酸钠和硝酸钯中钯的摩尔比为65:1,无水偏硅酸钠和氯化
铝中铝的摩尔比为82:1。
步骤(3)中,聚丙烯酰胺与无水偏硅酸钠的质量比为1:520。
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中制备得到的脱氯催化剂用于3-氯酚的脱氯降解的
反应中。根据反应速率的折算,设实施例1中脱氯催化剂的催化效率为1,对比例1中的
催化效率为0.82,对比例2中的催化效率为0.67。
实施例3
将实施例1中制备得到的脱氯催化剂和现有钯铝催化剂(按文献“钯/铝双金属体系
对3-氯酚的脱氯降解”(《环境工程学报》,2012,第2期:381-384))中的方法制备得
到)用于3-氯酚的脱氯降解的反应中。根据反应速率的折算,设实施例1中脱氯催化剂
的催化效率为1,市售雷尼镍的催化效率为0.79。