[发明专利]一种二氧化硅负载磷酸锂蛋壳形催化剂及制备方法与应用

权利要求书

1.一种二氧化硅负载碱性磷酸锂的蛋壳形催化剂，其特征在于所述催化剂以二氧化硅为载体、以碱性磷酸锂为主催化剂、碱金属离子为助剂组成，其中所述的二氧化硅载体为空心结构，在负载催化剂中，碱性磷酸锂与载体的质量比为5:1-1:5，催化剂为碱性，碱金属离子与金属锂离子的质量比为1:100—1:10。

2.根据权利要求1所述的二氧化硅负载碱性磷酸锂的蛋壳形催化剂，其特征在于所述的碱金属离子为钠离子或钾离子。

3.根据权利要求1所述的二氧化硅负载碱性磷酸锂的蛋壳形催化剂，其特征在于所述催化剂按以下方法制备：

步骤1. 制备空心二氧化硅：先用乳液聚合法制备功能化聚苯乙烯纳米颗粒，以正硅酸乙酯为硅源进行包覆，在催化作用下使硅源生成二氧化硅，去除模板；

步骤2. 采用沉淀法制备碱性磷酸锂：将含可溶性锂盐和可溶碱金属氢氧化物的混合水溶液，加入到含有磷酸根离子的水溶液中，在40-90℃反应1-5h，洗涤沉淀至pH值为9-13，过滤，干燥，得到碱性磷酸锂，其中碱金属氢氧化物加入摩尔量为磷酸锂摩尔量的0.05-0.8倍；

步骤3. 采用共混法制备负载催化剂：将制得的碱性磷酸锂与作为载体的空心纳米二氧化硅粉末按质量比为5:1-1:5在50℃水中搅拌混合1-4h，抽滤，100-140℃真空干燥4-8h，在200-400℃煅烧3-12h，制得以空心纳米SiO₂为载体的磷酸锂催化剂。

4.根据权利要求1或3所述的二氧化硅负载碱性磷酸锂的蛋壳形催化剂，其特征在于步骤1中所述的功能化物质为聚乙烯吡咯烷酮，乳液聚合反应温度为40-95℃，反应时间为4-10h ，煅烧温度为300-800℃，所述的空心二氧化硅的比表面积为200-1000m²/g；步骤2中所述的反应温度优选40-60℃，反应时间优选2-3h，pH值优选9.5-12.5；步骤3中载体与主催化剂碱性磷酸锂的质量比优选为3:1—1:3，混合时间优选2-3h，煅烧温度优选290-340℃，煅烧时间优选6-10h。

5.一种二氧化硅负载碱性磷酸锂的蛋壳形催化剂的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

步骤1. 制备空心二氧化硅：先用乳液聚合法制备功能化聚苯乙烯纳米颗粒，以正硅酸乙酯为硅源进行包覆，在催化作用下使硅源生成二氧化硅，去除模板；

步骤2. 采用沉淀法制备碱性磷酸锂：将含可溶性锂盐和可溶碱金属氢氧化物的混合水溶液，加入到含有磷酸根离子的水溶液中，在40-90℃反应1-5h，洗涤沉淀至pH值为9-13，过滤，干燥，得到碱性磷酸锂，其中碱金属氢氧化物加入摩尔量为磷酸锂摩尔量的0.05-0.8倍；

步骤3. 采用共混法制备负载催化剂：将制得的碱性磷酸锂与作为载体的空心纳米二氧化硅粉末按质量比为5:1-1:5在50℃水中搅拌混合1-4h，抽滤，100-140℃真空干燥4-8h，在200-400℃煅烧3-12h，制得以空心纳米SiO₂为载体的磷酸锂催化剂。

6.根据权利要求5所述的二氧化硅负载碱性磷酸锂的蛋壳形催化剂的制备方法，其特征在于步骤1中所述的功能化物质为聚乙烯吡咯烷酮，乳液聚合反应温度为40-95℃，反应时间为4-10h ，煅烧温度为300-800℃，所述的空心二氧化硅的比表面积为200-1000m²/g。

7.根据权利要求5或6所述的二氧化硅负载碱性磷酸锂的蛋壳形催化剂的制备方法，其特征在于步骤1中所述的聚合反应温度优选50-80℃，聚合反应时间优选6-9h，煅烧温度优选600-800℃。

8.根据权利要求5所述的二氧化硅负载碱性磷酸锂的蛋壳形催化剂的制备方法，其特征在于步骤2中所述的反应温度优选40-60℃，反应时间优选2-3h，pH值优选9.5-12.5。

9.根据权利要求5所述的二氧化硅负载碱性磷酸锂的蛋壳形催化剂的制备方法，其特征在于步骤3中所述的载体与主催化剂碱性磷酸锂的质量比优选为3:1—1:3，混合时间优选2-3h，煅烧温度优选290-340℃，煅烧时间优选6-10h。

10.一种二氧化硅负载碱性磷酸锂的蛋壳形催化剂的应用，其特征在于将按权利要求1制得的二氧化硅负载碱性磷酸锂的蛋壳形催化剂Li₃PO₄/SiO₂用于环氧丙烷异构化制备烯丙醇。