[发明专利]粘土催化剂载体及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种粘土催化剂载体，包括粘土矿物质与反应性二氧化硅。

2.根据权利要求1所述的载体，其特征在于：所述粘土催化剂载体是由粘土矿物质与反应性二氧化硅组成；所述粘土矿物质与反应性二氧化硅的质量份数比为80-99.5∶0.5-20，优选15-19∶0.5-4。

3.根据权利要求1或2所述的载体，其特征在于：所述粘土矿物质选自蒙脱土、云母、蛭石和经有机插层剂改性的粘土矿物质中的至少一种；

所述反应性二氧化硅的平均粒径为5-100纳米；

所述经有机插层剂改性的粘土矿物质的制备方法包括如下步骤：将粘土矿物质分散于溶剂中形成悬浮液，向所述悬浮液中加入有机插层剂，于20～90℃下反应4.0～20.0小时后过滤，用水或醇和水的混合液洗涤，再于60～100℃下真空干燥4.0～24.0小时，得到所述经有机插层剂改性的粘土矿物质；

其中，所述溶剂为水或醇与水的混合溶液，醇和水的体积比为0.05～3∶1，醇选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇中的至少一种；所述将粘土矿物质分散于溶剂中的步骤中，所述粘土矿物质和溶剂的质量比为0.01～0.1∶1；所述有机插层剂与粘土矿物质的摩尔比为0.5-20∶1，所述粘土矿物质的摩尔数按阳离子交换容量计；

所述反应性二氧化硅，是按照包含如下步骤的方法进行制备的：将硅酸酯或硅酸酯钠与带有反应性基团的含硅有机化合物以摩尔比1∶0.01-0.5、反应温度为0-80℃的条件下发生水解和缩合反应，反应0.5～20.0小时后得到所述反应性二氧化硅；或者，将硅酸酯与碱性反应介质混合，在反应温度为0-80℃的条件下进行溶胶凝胶反应，反应0.5～20.0小时后得到所述反应性二氧化硅；

其中，所述硅酸酯的结构通式为Si(OR)₄，R为主链和侧链的总碳原子数为1～18的烷烃；所述带有反应性基团的含硅有机化合物的结构通式为R′_mSi(OR)_n，R′选自羟基、烷氧基、羧基、环氧基、双键、氨基、巯基、脲基、四硫基和卤素，1≤m≤3，1≤n≤3，R为主链和侧链的总碳原子数为1～18的烷烃；

所述水解和缩合反应和溶胶凝胶反应是在pH值为8～11的反应介质中进行的，所述反应介质选自四氢呋喃、碳原子数为2至12的一元醇、丙酮和水中的至少一种。

4.根据权利要求1-3任一所述的载体，其特征在于：所述粘土矿物质中，阳离子交换容量为80-120meq/100g，所述粘土矿物质吸附的阳离子为Na⁺、K⁺、Ca²⁺、H⁺或Li⁺；所述粘土矿物质的比表面积为10-700m²/g，平均孔径为5-50纳米，孔容为0.05-500cm³/g；

所述经有机插层剂改性的粘土矿物质中，所述有机插层剂选自带有双键、羟基、氨基或烷氧基的烷基季铵盐、咪唑鎓盐和烷基磷盐；所述带有双键、羟基、氨基或烷氧基的烷基季铵盐和烷基磷盐中，所述烷基的结构通式为CH₃(CH₂)n-，6≤n≤10000；

所述粘土矿物质的片层间距为1.0-5.0纳米。

5.根据权利要求1-4任一所述的载体，其特征在于：所述聚烯烃催化剂载体的颗粒表观形态为球形，粒径大小5-100微米，比表面积为10-700m²/g，平均孔径为5-50纳米，孔容为0.05-500cm³/g。

6.一种制备权利要求1-5任一所述粘土催化剂载体的方法，包括如下步骤：

将反应性二氧化硅先与粘土矿物质的悬浮液进行反应中，再向反应体系中加入造孔剂继续反应，得到所述粘土催化剂载体。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述造孔剂为碳酸氢铵；

所述粘土矿物质选自蒙脱土、云母、蛭石和经有机插层剂改性的粘土矿物质中的至少一种；

所述粘土矿物质的悬浮液中，分散介质选自水、丙酮、乙醇、异丙醇和正丁醇中的至少一种；

所述粘土矿物质的悬浮液中，粘土矿物质与所述分散介质的质量比为0.01～2∶1；所述反应性二氧化硅与所述粘土矿物质的质量比为0.01～0.25∶1；所述造孔剂与所述粘土矿物质的质量比为0.01～0.5∶1。