[发明专利]一种用于气相氟化反应的二维Cr2O3催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学催化剂的制备方法，特别涉及一种用于气相氟化反应的二维Cr₂O₃催化剂的制备方法。

背景技术

在氟化工领域，氟代烃因零臭氧潜能值(ODP)，较小的全球变暖潜能值(GWP)，但制冷性能与氟氯烃相似，而被认为是氟氯烃的理想替代物。采用氟-氯交换反应路线可合成一系列氟代烃，如1,1,1-三氟-2-氯乙烷(HCFC-133a)和无水HF反应合成1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)，1,1,1-三氟-2,2-二氯乙烷(HCFC-123)和无水HF反应合成五氟乙烷(HFC-125)。目前，用于气相氟化反应的主体催化剂为铬基催化剂，即铬的氧化物，或以Al₂O₃，AlF₃，MgO，MgF₂等Al源和Mg源为载体的负载型铬基催化剂。

中国专利CN101041132A公开了一种用于氟化反应的催化剂，以Y的化合物为载体，以Cr的化合物为活性组分，用共沉淀法制备，高温处理得到氟化催化剂前驱体，再经过氮气和无水氟化氢处理得到高活性、高稳定性的氟化催化剂。

中国专利CN1145275A公开了一种氟化催化剂，采用含SiO₂的γ-Al₂O₃和无水氟化氢和氮气的混合物及纯的无水氟化氢进行氟化处理，去除用作造孔剂的SiO₂，制得高比表面积的活性AlF₃载体，然后浸渍Cr³⁺、Co²⁺和Mg²⁺的可溶性盐溶液，干燥、焙烧，用氟化氢和氮气的混合物及纯氟化氢进行活化，制得氟化催化剂。

中国专利CN1651137A公开了一种氟化催化剂，该催化剂在Cr(OH)₃中添加Al、Zn、Ni金属粉及脱膜剂石墨粉充分混合均匀，压制成型、焙烧，用氮气和氟化氢的混合气体进行氟化处理，利用金属粉末与氟化氢的作用，制备高微孔比例、高比表面积的氟化催化剂。

美国专利US20070106100公开了一种用Zn促进共沉淀Cr₂O₃/Al₂O₃催化剂的方法，采用沉淀法制备Cr(OH)₃和Al(OH)₃的混合物，焙烧后得到的Cr₂O₃/Al₂O₃前驱体用Zn的化合物浸渍，再用氮气与氟化氢的混合气体氟化制得氟化催化剂。

美国专利US7232789公开了一种Cr₂O₃催化剂的制备方法，通过热处理Cr(OH)₃得到Cr₂O₃，将制得的Cr₂O₃与Mg、Fe、Mo或Al的氧化物混合，再用氮气与氟化氢的混合气体氟化制得氟化催化剂。

上述铬基氟化催化剂存在以下不足：催化剂由于高温焙烧，氟化处理，以及使用过程 中的高温烧结作用，易造成催化剂的比表面积下降、微孔结构坍塌，最终导致催化剂失活。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服背景技术中的不足，提供一种具有二维介孔结构和微孔结构，且在焙烧和使用过程中二维介孔结构以及微孔结构基本保持稳定的用于气相氟化反应的二维Cr₂O₃催化剂的制备方法。

为解决该技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种用于气相氟化反应的二维Cr₂O₃催化剂的制备方法，其特征在于：以SBA-15为模板剂，通过浸渍九水硝酸铬和蔗糖的混合溶液，浸渍后经焙烧再用氢氟酸去除SBA-15模板剂，得到含碳二维氧化铬，然后在含碳二维氧化铬上负载硝酸铬，负载量以Cr₂O₃计为含碳二维氧化铬的1～3％，干燥后在空气气氛下焙烧制得催化剂。经过焙烧，硝酸铬分解生成非晶态的Cr₂O₃，同时碳氧化生成CO₂后在二维氧化铬中留下微孔。

具体的制备方法包括以下步骤：