[发明专利]氧化铝载体、制备方法及银催化剂

说明书

本发明公开了一种α‑氧化铝载体，其包括镍元素及硅元素，所述镍元素和硅元素均匀分布在载体中。其中所述载体中的镍元素和硅元素的质量比为0.1:1‑20:1。本发明的发明人在银催化剂及其氧化铝载体领域进行了广泛深入的研究，创造性地通过在制备银催化剂用氧化铝载体的过程中加入镍元素和硅元素(即体相添加)，制得的所述载体中含有硅元素和镍元素，所述镍元素和硅元素在载体中均匀分布，所得载体的比表面和强度得到改善，由该载体制成的银催化剂在用于由乙烯氧化制备环氧乙烷时，具有较低的反应温度(具有较高的反应活性)，且具有较高的选择性。

技术领域

本发明涉及一种用于银催化剂的载体、制备方法及其应用。更具体地说，本发明涉及一种制备用于乙烯氧化生产环氧乙烷用银催化剂的氧化铝载体及其制备方法。本发明还涉及包含上述氧化铝载体的催化剂及其应用。

背景技术

乙烯在银催化剂作用下氧化主要生成环氧乙烷，同时发生副反应生成二氧化碳和水等，其中活性、选择性是银催化剂的主要性能指标。所谓活性是指环氧乙烷生产过程达到一定反应负荷时所需的反应温度。反应温度越低，催化剂的活性越高。所谓选择性是指反应中乙烯转化成环氧乙烷的摩尔数和乙烯的总反应摩尔数之比。

在乙烯氧化生产环氧乙烷的过程中使用高活性、高选择性的银催化剂可以大大提高经济效益，因此制造高活性、高选择性的银催化剂是银催化剂研究的主要方向。

现有技术中银催化剂的制备方法包括多孔载体(如氧化铝)的制备和施加活性组分以及助剂到所述载体上这两个过程。近年来，关于一些新型的银催化剂载体制备技术已经有文献报道。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种氧化铝载体，和制备该氧化铝载体的方法。由该载体或该方法所得载体制成的银催化剂在乙烯氧化生产环氧乙烷的过程中显示出良好的活性(即具有较低的反应温度)和良好的选择性。

本发明的另一目的是提供一种由上述载体制备的银催化剂。

本发明的另一目的是提供上述银催化剂在乙烯氧化生产环氧乙烷中的应用。

根据本发明的一个方面，提供了一种α-氧化铝载体，其包括镍元素及硅元素，所述镍元素和硅元素均匀分布在载体中。

在上述载体中，所述镍元素和硅元素的质量比为0.1:1-20:1。在一个具体的实施例中，所述镍元素与硅元素的质量比为0.1:1-10:1，优选0.5:1-5:1。

在上述载体中，所述α-氧化铝载体具有以下特征中的一种或多种：

1)比表面积为0.7-2.0m²/g，

2)孔容为0.35-0.85ml/g，

3)吸水率≥30％，

4)压碎强度为60-200N/粒，

5)α-A1₂O₃含量为70重量％或更高，基于所述载体的总重量。

根据本发明提供的载体，所述镍元素和硅元素在载体中体相分布，也即均匀分布在载体中，具有较高的比表面积、较低的吸水率和较高的压碎强度。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制备上述α-氧化铝载体的方法，包括如下步骤：

I)制备包含如下组分的固体混合物：a)50目-500目三水α-A1₂O₃；b)≥200目的假一水A1₂O₃；c)任选地含或不含重碱土金属化合物；d)氟化物矿化剂；e)以硅元素和镍元素计，基于固体混合物总重量的0.01-3.0wt％的镍和/或含镍化合物与硅和/或含硅化合物；

II)向上述固体混合物中加入粘结剂和水，然后捏合均匀并成型，得到成型体；以及