[发明专利]一种提高催化剂颗粒表面催化活性的方法

说明书

技术领域

本发明属于超细新材料的制备领域，具体涉及一种超细的高活性催化剂的制备方法。催化剂表面的酸性点，不管是L酸还是B酸，它们对催化剂的催化活性都是非常重要的。因此采取科学的先进技术来增加催化剂表面的酸性点位，是一种提高催化剂颗粒表面催化活性的行之有效的方法。

背景技术

众所周知，在石油炼制中的催化裂解、异构化、烷基化、芳构化以及歧化等催化反应中，均采用三氧化二铝、硅酸铝、分子筛等作为催化剂(或催化剂载体)。这些非金属类物质，用现代科技手段研究发现其颗粒表面均存在质子酸(B酸)或非质子酸(L酸)类酸性点位。它们之所以具有催化活性，就是依赖于颗粒表面的这些酸性点位实现工业催化反应。为研究固体表面酸性点位，已发展了很多方法，其中红外光谱法解可以在定性B酸或L酸的同时确定其酸强度。如今，化学工程师已经能够按照催化剂的要求和功能来设计催化剂的表面结构，并制备催化剂。但由于制备过程均属于传统的化学生产工艺，因此不可避免地产生严重的环境污染，同时，容易形成酸性点位在使用中的缺失、失效。因此有关部门希望科技工作者予以研究改进，提供一种无污染、高活性的催化剂的制备方法，以推动催化剂制备工业的技术进步。

发明内容

本发明的目的在于提供“一种提高催化剂颗粒表面催化活性的方法”，它既克服了传统的化学生产催化剂工艺中的污染，又大幅度提高了催化剂颗粒表面的催化活性，属于一种无污染、高活性的催化剂的制备方法。

本发明的构思是这样的：

首先将现有的催化剂进行超细粉碎、在提高催化剂催化比表面的同时，消除粉体(或颗粒)的团聚现象；继而将催化剂所需的含有酸性离子的盐类化合物引入粉碎腔中，在超细粉碎与催化剂颗粒混匀的同时，藉助机械力化学和热力学的双重作用使该盐类化合物分解成酸类离子，并自动移植在催化剂颗粒的表面，从而生产出高活性的催化剂。

按照上述构思，本发明亦是这样实现的：

首先将催化剂颗粒置于粉碎机械中进行超细加工，使颗粒超细化，从而大幅度提高催化剂的催化比表面；然后将含有催化剂需要的含有酸性离子的盐类化合物(即一类易分解的盐类化合物)置入粉碎机中，一方面使其粉碎，同时与催化剂超细颗粒混合均匀；另一方面藉助机械力化学及适当的温度(热力学)的双重作用下该含有酸性离子的盐类化合物被分解成酸性离子，及另一个碱性离子基团，其中所说的酸性离子则自动包覆在(或植在)催化剂颗粒的表面。酸性离子物质之所以能自动植在催化剂颗粒的表面，这是由于催化剂颗粒表面被超细粉碎后，其表面自由能大幅度提高，当酸性离子物质包覆在催化剂颗粒表面后，能有效地降低催化剂颗粒表面自由能，故植有或包覆了酸性离子物质的催化剂是十分稳定的；继而加入适量的表面活性分散剂，防止发生已超细粉碎的催化剂颗粒(或称粉体)的团聚，最终得到一类高活性工业用催化剂。

上述所说的催化剂为一类非金属氧化物类催化剂，包括Al₂O₃、SiO₂、TiO₂(或纳米Al₂O₃、SiO₂、TiO₂)、Fe₂O₃等以及天然矿物质粉体，如滑石粉、高岭土、白脱土、沸石、硅酸铝土等；所说的含有催化剂需要酸性离子的盐类化合物，系指一类易分解的强酸弱碱类的盐，它们在一定的温度和机械力的作用下能分解成酸性离子，常用的盐类化合物包括磷酸铵、硫酸铵、硝酸铵类中的一种，或它们的混合物；所说的表面分散剂，包括以Si离子为代表的一类阳离子型表面活性剂或以Si和Al离子为代表的一类中性表面活性剂中的一种或它们的混合物，其用量为催化剂重量的0.2～0.5％(wt)；所说的适当温度系指比含酸性离子盐类化合物临界热分解温度低20～80℃的温度，因为这些含酸性离子的盐类化合物在机械力化学和热力学双重作用下，无需达到酸性离子盐类化合物临界热分解温度，就已经分解了；所说的粉碎机包括搅拌机、球磨机、振动粉碎机、以及气流粉碎机中的一种。

顺便指出，含酸性离子的盐类化合物，其分解出的另一个碱性离子基团引出后，通过后续的水吸收分装置予以回收利用，因而能保证工业生产过程中不再造成环境污染。

具体实施方式

下面结合实施进一步阐明本发明的内容，但这些实施例并不限制本发明的保护范围。

实施例1