[发明专利]一种用于乙炔氢氯化反应的改进结构催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及结构催化材料领域，具体为一种用于乙炔氢氯化反应的改进结构催化剂及其制备方法。 

背景技术

催化乙炔氢氯化反应的无汞催化剂主要以金、钌及铂等稀贵金属为活性组分，可以得到较好的催化效果，但由于稀贵金属用量大、失活快、成本高，因此一直无法工业化。 

采用乙炔氢氯化反应的结构催化剂，可以在相同转化率的条件下，大大减少贵金属用量，并有效延长催化剂的寿命，但要催进结构化催化剂的工业化发展，则需要进一步延长催化剂的寿命。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于乙炔氢氯化反应的改进结构催化剂及其制备方法，解决目前活性炭负载活性组分团聚、贵金属化合物用量大及寿命短等问题。 

本发明的技术方案是： 

一种用于乙炔氢氯化反应的改进结构催化剂，该结构催化剂为多孔泡沫结构，由泡沫碳化硅、活性炭与碱土金属化合物或铝的化合物复合涂层和活性组分三部分组成；所述复合涂层中，活性炭与碱土金属的化合物或铝的化合物的质量比为50:1～1:10，碱土金属化合物或铝的化合物的含量占0.01wt%～80wt%，复合涂层均匀的分布在泡沫碳化硅表面，复合涂层的厚度为0.1～500μm，活性组分均匀的分布在复合涂层中，复合涂层中活性组分的含量占0.001wt%～70wt%。 

所述的用于乙炔氢氯化反应的改进结构催化剂，活性炭与碱土金属化合物或铝的化合物复合涂层中，碱土金属化合物为碱土金属的氯盐、碱土金属的硝酸盐、碱土金属的氧化物、碱土金属的碳酸盐、碱土金属的羧酸盐和碱土金属的氢氧化物的一种或两种以上的组合，铝的化合物为氯化铝、硝酸铝、氧化铝、醋酸铝和 氢氧化铝中的一种或两种以上的组合。 

所述的用于乙炔氢氯化反应的改进结构催化剂，复合涂层中，活性炭与碱土金属的化合物或铝的化合物的质量比优选为20:1～1:1，碱土金属化合物或铝的化合物的优选含量占0.1～20wt%，复合涂层均匀的分布在泡沫碳化硅表面，复合涂层的厚度为10～300μm，活性组分均匀的分布在复合涂层中，复合涂层中活性组分的优选含量占0.5～10wt%。 

所述的用于乙炔氢氯化反应的改进结构催化剂，活性组分为金、铂、钯、钌和铑中的一种或两种以上的组合。 

所述的用于乙炔氢氯化反应的改进结构催化剂的制备方法，包括如下步骤： 

（1）以泡沫碳化硅为一次载体，以活性炭与碱土金属化合物或铝的化合物复合涂层为二次载体，将复合涂层均匀的分布在泡沫碳化硅表面形成复合载体； 

（2）将复合载体浸入含有活性组分的盐溶液中，活性组分的浓度为0.001wt%～70wt%，经过30～150℃油浴加热0.2～5小时老化后，取出烘干，获得乙炔氢氯化反应的结构催化剂。 

所述的用于乙炔氢氯化反应的改进结构催化剂的制备方法，步骤（2）中，活性组分的盐为金属的氯盐、硝酸盐、磷酸盐、醋酸盐及其络合物中的一种或两种以上的组合。 

所述的用于乙炔氢氯化反应的改进结构催化剂的制备方法，将碱土金属的化合物或铝的化合物与活性炭、泡沫碳化硅复合，包括如下三种途径： 

（1）将粉状活性炭和碱土金属的化合物或铝的化合物混合球磨后，加入粘合剂和溶剂经充分搅拌制成料浆，活性炭与碱土金属的化合物或铝的化合物的质量比为50:1～1:10；再将泡沫碳化硅浸入浆料中，时间0.5～24小时，取出后，用挤压、气吹或离心方式除去多余的浆料，将上述浸挂浆料后的载体在热环境中进行烘干固化；其中，粘合剂为环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇、聚氨酯、甲基纤维素、钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、氢氧化铝溶胶和硅溶胶一种或两种以上，溶剂为水、乙醇、乙二醇、乙酸、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、丙酮、石油醚、异丙醇和正丁烷一种或两种以上； 

（2）将活性炭涂层/泡沫碳化硅载体浸入含有碱土化合物或铝的化合物的水溶液中浸渍，时间0.5～24小时，碱土化合物或铝的化合物的水溶液浓度为1wt%～70wt%，将上述浸渍后的载体在热环境中进行烘干固化； 

（3）将活性炭涂层/泡沫碳化硅载体浸入含有碱土化合物或铝的化合物的水溶液中浸渍，时间0.5～24小时，碱土化合物或铝的化合物的水溶液浓度为1wt%～70wt%，再将浸渍后的活性炭涂层/泡沫碳化硅载体在惰性气氛下热解，热解温度为350℃～700℃，热解时间为0.5～12小时。 

所述的用于乙炔氢氯化反应的改进结构催化剂的制备方法，按照专利申请号：201210306110.1，一种活性炭涂层/泡沫碳化硅结构催化剂及其制备方法，制备活性炭涂层/泡沫碳化硅载体。