[发明专利]一种乙醇脱水制乙烯催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙醇脱水制乙烯催化剂及其制备方法,属于催化材料领域。

背景技术

近来,乙醇特别是可再生生物乙醇脱水制备乙烯越来越受到人们的重视,其具有绿色、可持续、反应条件温和以及产物乙烯纯度高等多方面的优点。生物乙醇主要来源于农副产品的发酵,可避免对石油资源的依赖,在巴西、印度、巴基斯坦等一些石油资源医乏的国家一直沿用此法生产乙烯,这一点对贫油和少油的国家更有现实意义。乙醇脱水制备乙烯具有部分或全部代替从石油获取乙烯的巨大潜力。因此,研究乙醇脱水制乙烯具有重大的经济价值和战略意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乙醇脱水制乙烯催化剂的制备方法，使用该催化剂烯烃选择性大幅提高。

一种乙醇脱水制乙烯催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、先将KMnO₄和MnSO₄分别溶于相应的去离子水反应,得KMnO₄浓度为0.5mg/ml,MnSO₄浓度为0.2mg/ml，将两种溶液按的体积比1:1混合,加热反应时间为40小时；

步骤2、将反应所得溶液离心,去除上清液,加入去离子水,离心清洗3次,然后再115℃烘干老化10小时,之后将产物震荡粉碎,得到固体颗粒锰氧化物；

步骤3、将COF-1纳米材料置于相应容器中,加水至过量,充分搅拌过夜；再使用砂芯漏斗对搅拌之后的液体进行过滤,将所得固体置于烘箱95℃烘干6小时,使用圆振筛将固体粉碎,得到固体COF-1颗粒；

步骤4、将上述锰氧化物和COF-1颗粒两种固体按质量比1:5混合搅拌均匀,加入过量去离子水,超声震荡,打碎固体颗粒,使其混合更加均匀；将所得产物与液体离心分离,所得固体155℃烘干老化3小时,最后将固体产物使用滚筒筛将产物震荡粉碎,制得基于COF-1纳米颗粒的锰氧化物乙醇催化剂。

所述的COF-1纳米材料制备方法如下：

步骤1、将2.36mmol二氧六环、5.74mmol均三甲苯和0.6mmol冰醋酸分散在5.56mmol蒸馏水中,形成混合溶液；将0.08mmol的2,4,6一三(4一氨基苯基)一1,3,5三嗪和0.12mmol的2,5一二甲氧基一对苯二甲醛分散在所述混合溶液中；

步骤2、在氮气氛下,所得混合液静止于120℃下反应72小时,过滤,用干燥的四氢吠喃和丙酮分别洗涤3次,得到固体粉末；

步骤3、将所述的固体粉末80℃真空干燥12小时,得到具有高结晶性、高比表面积和孔容的

亚胺连接共价有机骨架材料COF-1。

有益效果：本发明的乙醇脱水制乙烯催化剂采用高结晶性、高比表面积和孔容的亚胺连接共价有

机骨架材料COF-1作为载体,通过化学浸渍和超声处理的方法将锰氧化物颗粒沉积于结构稳

定的COF-1纳米材料中,载体具有极高的比表面积和孔隙率,加快了乙醇分子的吸附和产物

烯烃的脱附，从而提高了催化效率；此外，通过优化催化材料制备工艺中原料的配比组成，

严格控制合成后催化材料的比表面积、空间结构以及或活性位数目，使得锰氧化物均匀的负

载在COF-1纳米材料的的内外表面，提高乙醇的转化率和烯烃的选择性，对乙醇的脱水反应

具有优异的催化效果。

具体实施方式

实施例1

一种乙醇脱水制乙烯催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、先将KMnO₄和MnSO₄分别溶于相应的去离子水反应,得KMnO₄浓度为0.5mg/ml,MnSO₄浓度为0.2mg/ml，将两种溶液按的体积比1:1混合,加热反应时间为40小时；

步骤2、将反应所得溶液离心,去除上清液,加入去离子水,离心清洗3次,然后再115℃烘干老化10小时,之后将产物震荡粉碎,得到固体颗粒锰氧化物；

步骤3、将COF-1纳米材料置于相应容器中,加水至过量,充分搅拌过夜；再使用砂芯漏斗对搅拌之后的液体进行过滤,将所得固体置于烘箱95℃烘干6小时,使用圆振筛将固体粉碎,得到固体COF-1颗粒；