[发明专利]一种碳层包覆的复合型催化剂及其制备方法、在催化合成异戊二烯中的应用

权利要求书

1.一种用于合成异戊二烯的碳层包覆的复合型催化剂，其特征在于，包括活性组分/SiO₂材料以及包覆在所述活性组分/SiO₂材料表面的碳层；

所述活性组分/SiO₂材料由活性组分和SiO₂组成，所述活性组分复合在所述SiO₂上；

所述活性组分包括Cr的化合物、Mo的化合物、W的化合物和P的化合物中的一种或多种；

所述活性组分的质量占所述复合型催化剂总质量的比例为0.1%~30%；

所述碳层的质量占所述复合型催化剂总质量的比例为0.1%~15%；

所述碳层包括无定型碳层和/或石墨化碳层。

2.根据权利要求1所述的复合型催化剂，其特征在于，所述SiO₂为SiO₂微球。

3.根据权利要求1所述的复合型催化剂，其特征在于，所述活性组分包括Cr的化合物、Mo的化合物、W的化合物和P的化合物中的两种或多种；

所述SiO₂的比表面积为100~400m²/g；

所述SiO₂的孔径为5~80nm；

所述SiO₂的粒径为50~500μm 。

4.根据权利要求3所述的复合型催化剂，其特征在于，所述活性组分中，按质量分数计，

所述Cr的化合物为 10~20重量份；

所述P的化合物为 5~20重量份；

所述Mo的化合物为 0~20重量份；

所述W的化合物为 0~20重量份。

5.根据权利要求1~4任意一项所述的复合型催化剂，其特征在于，所述活性组分还包括稀土元素化合物；

所述稀土元素为La、Ce、Gd和Pr中的一种或多种；

所述稀土元素化合物占所述活性组分的质量比例为0.01%~5%；

所述化合物包括氧化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐和铵盐中的一种或多种。

6.一种如权利要求1~5任意一项所述的碳层包覆的复合型催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将二氧化硅颗粒浸渍到活性组分溶液中，得到催化剂前驱体；

2）将上述步骤得到的催化剂前驱体经过陈化和焙烧后，得到初期催化剂；

3）将碳源包覆在上述步骤得到的初期催化剂上后，得到碳层包覆的复合型催化剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述陈化后还包括干燥步骤；

所述浸渍的时间为0.5~4h；

所述陈化的温度为15~30℃；所述陈化的时间为12~36h；

所述干燥的温度为70~120℃；所述干燥的时间为8~19h；

所述焙烧的温度为400~600℃；所述焙烧的时间为3~8h 。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述干燥为梯度升温干燥；

所述步骤3）具体为：

A）在催化剂的作用下，将上述步骤得到的初期催化剂和小分子碳源溶液混合后，原位反应，再在保护性气氛下，碳化后，得到碳层包覆的复合型催化剂；

或

B）在保护性气氛下，通入气体碳源，在上述步骤得到的初期催化剂上原位生长后，得到碳层包覆的复合型催化剂；

或

C）将上述步骤得到的初期催化剂和聚合物碳源溶液混合后，在保护性气氛下，碳化后，得到碳层包覆的复合型催化剂。