[发明专利]一种双功能催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种双功能催化剂，其特征在于，所述的双功能催化剂为负载Pd的磺化介孔分子筛SBA-15，其中Pd占双功能催化剂的质量百分比为0.1％～5.0％，双功能催化剂中硫元素的摩尔含量满足S/(Si+S)为5～20％。

2.如权利要求1所述的双功能催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)采用一步合成法合成磺化介孔分子筛SBA-15载体：以聚乙二醇-聚丙三醇-聚乙二醇三嵌段共聚物为模板剂，正硅酸乙酯为主要硅源，3-巯丙基硅烷为有机硅烷，以过氧化氢溶液为氧化剂，在盐酸溶液中，水浴反应，然后晶化处理，反应结束后利用乙醇洗脱分子筛中模板剂即得磺化介孔分子筛SBA-15载体；

(b)通过浸渍在步骤(a)所得的磺化介孔分子筛SBA-15载体上引入活性组分钯Pd，即得所述的双功能催化剂。

3.根据权利要求2所述的双功能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，各反应物的摩尔比为：n(模板剂):n(正硅酸乙酯):n(3-巯丙基硅烷):n(盐酸):n(H₂O):n(过氧化氢)＝0.0007:x:(0.041-x):0.24:6.67:9(0.041-x)，其中x＝0.03～0.04。

4.根据权利要求2所述的双功能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，水浴反应的条件为：40℃水浴反应12～36h，晶化处理的条件为：80～120℃晶化1～3天。

5.根据权利要求2所述的双功能催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，以钯盐水溶液作为Pd的前驱物，将所得的磺化介孔分子筛SBA-15载体在Pd的前驱物中浸渍10～24h，浸渍后40～80℃烘干即得所述的双功能催化剂。

6.如权利要求1所述的双功能催化剂的应用，其特征在于，所述的双功能催化剂用于丙酮一步法制备甲基异丁基酮，具体为：以丙酮和氢气为原料，在双功能催化剂作用下，在高压反应釜中液相一步法合成甲基异丁基酮。

7.根据权利要求6所述的双功能催化剂的应用，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)将双功能催化剂在含氢气氛中预先还原，然后置于高压反应釜中，加入丙酮，用氮气吹扫1～4次，除去反应釜中的空气；

(2)通入高纯氢气，使压力达到1.0Mpa～6.0MPa，加热到100～250℃，100～1000rpm搅拌反应，反应物停留时间0.1～10h。

8.根据权利要求7所述的双功能催化剂的应用，其特征在于，步骤(1)中，对双功能催化剂进行还原的条件为：将双功能催化剂在含氢气氛中150～300℃下进行预先还原。

9.根据权利要求6所述的双功能催化剂的应用，其特征在于，所述的双功能催化剂与丙酮的质量比为1:(10～100)。