[发明专利]催化剂载体及其制备方法

说明书

本申请要求于2007年8月30日提交的欧洲申请号07115255.7的权益， 将其通过引用结合在此。

本发明涉及一种催化剂载体以及用于其制备的一种方法。具体地， 本发明涉及一种二氧化硅/氧化铝催化剂载体，该催化剂载体可以与一 种催化活性组分一起使用以催化多种反应，特别但并非唯一地是氢化反 应。

已知多种多样的催化剂载体包括基于多孔的耐高温氧化物(例如二 氧化硅)的那些。使用硅胶载体通常产生相对差的结果。

从铝盐(例如氯化铝或硫酸铝)和硅的来源(例如硅酸钠(水玻璃)) 制备非晶二氧化硅-氧化铝类是已知的。这样一种方法例如描述于US 4988659中。这些非晶的二氧化硅-氧化铝类的主要缺点是需要喷雾干燥 该共凝胶块体以形成球状颗粒，以及高的残留盐含量(不考虑洗涤步 骤)。的确，甚至在洗涤之后，许多阴离子(例如Cl^-和/或(SO₄)₂^-)仍然 陷在该硅铝结构中，而相应的阳离子(通常Na⁺)被固定到该硅铝结构 上。

不同的文件已经披露了硅胶和氧化铝的组合，并且这些文件包括US 2,285,314(其中使硅胶与水合氧化铝混合以形成一种二氧化硅/氧化铝 催化剂)以及GB 1,223,878(其中在7.5和11之间的一个pH下使硅胶与一 种氧化铝的来源(例如铝酸钠)混合以生产一种具有在其上沉淀的氧化 铝颗粒的二氧化硅载体)。这些载体都产生了在性能上超过纯二氧化硅 的有限改进。

不同的其他文件(例如GB 1 178 594)已经披露了使用合成沸石(硅 铝酸盐)作为催化剂载体。合成沸石是结晶固体。合成沸石通常通过一 种方法形成，该方法是在碱和有机模板的存在下缓慢结晶一种硅铝凝胶 (从精细分散的纯二氧化硅和铝酸钠所得到的)，接着洗涤和喷雾干燥。 进行沸石合成的一种重要的方法是溶胶-凝胶法。

沸石作为催化剂载体给出了较好的结果，但是制造昂贵。此外，合 成沸石通常由小颗粒(大约10μm)组成。因为催化剂载体通常具有大 约100μm的尺寸，所以这些沸石颗粒(大约10μm)必须被附聚成更大 的颗粒(大约100μm)，这通常使用一种粘合剂进行。与“单件”式的产 物(例如那些基于硅胶的产物)相比，这些产物具有对磨损更敏感的缺 点。

本发明的一个目的是提供一种催化剂载体，该催化剂载体具有改进 的特性，尤其是高性能和低磨损值。本发明的一个目的还是提供用于制 造这样一种催化剂载体的一种简单方法。

根据本发明，提供一种非晶催化剂载体，该催化剂载体至少包含：

(1)第一氧化物，该第一氧化物选自：二氧化硅、氧化锗、氧化 钛、氧化锆或其混合物，

(2)第3族金属氧化物，以及

(3)阴离子，其量不大于该催化剂载体的10重量％， 其中该第3族金属氧化物以分子水平结合入该第一氧化物结构中。

特别地，该第3族金属氧化物典型地以一种由核磁共振分析所示出 的四面体布置存在。尤其是，当第3族金属氧化物是氧化铝时，²⁷Al固态 NMR可用于说明该第3族金属氧化物的四面体布置。的确，²⁷Al NMR允 许在铝的不同布置之间进行区分。50-70ppm(尤其是大约54ppm)的 光谱区对应于四面体配位的铝，大约0ppm的区被指定为八面体配位的 铝，大约30ppm的区涉及五面体的铝，并且大约-180ppm的区对应于金 属铝。在本发明中，表述“该第3族金属氧化物以由NMR分析所示出的 一种四面体布置存在”是指对于该²⁷Al NMR分析不进一步存在其他峰 (对应于金属的、五面体的、或尤其是八面体的铝)。的确，由于这些 位置的高各向异性，该八面体配位铝的部分是NMR无响应的 (NMR-silent)。因此，根据本发明，只有四面体配位的NMR峰应该在 该光谱中存在。这不排除在该产物中存在一些其他布置，尤其是八面体 配位，但是这样其他布置在该NMR光谱中将不可见。当第3族金属氧化 物是氧化硼时，¹¹B魔角旋转(MAS)NMR或¹¹B固态NMR可用于说明该 第3族金属氧化物的四面体布置。当第3族金属氧化物是氧化镓时，⁷¹Ga 固态NMR可用于说明该第3族金属氧化物的四面体布置。