[发明专利]载体为三孔空心球状介孔分子筛硅胶复合材料的异丁烷脱氢催化剂及其制法和应用

权利要求书

1.一种制备异丁烷脱氢催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(a)在模板剂、三甲基戊烷和乙醇的存在下，将四甲氧基硅烷与酸剂进行接触，并将接触后得到的产物晶化并过滤，得到具有一维直通孔道分布结构的空心球状介孔分子筛滤饼；

(b)将所述具有一维直通孔道结构的空心球状介孔分子筛滤饼和硅胶进行混合和第一球磨，将得到的第一球磨浆料与水混合制浆，然后进行第二球磨并得到第二球磨浆料，将第二球磨浆料进行喷雾干燥后采用旋风分离技术进行筛选，再将筛选得到的产物中的模板剂脱除得到三孔空心球状介孔分子筛硅胶复合材料载体；

(c)将步骤(b)所得三孔空心球状介孔分子筛硅胶复合材料载体热活化后在含有Pt组分前驱体和Zn组分前驱体的溶液中进行浸渍处理，然后依次进行去除溶剂处理、干燥和焙烧。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(a)中，所述模板剂、乙醇、三甲基戊烷与四甲氧基硅烷的摩尔比为1：100-500：200-600：50-200；

优选地，所述模板剂为三嵌段共聚物聚乙二醇-聚丙三醇-聚乙二醇，所述酸剂为pH值为1-6的乙酸和乙酸钠的缓冲溶液；

进一步优选地，四甲氧基硅烷与酸剂接触的条件包括：温度为10-60℃，时间为10-72小时，pH值为1-7；所述晶化的条件包括：温度为30-150℃，时间为10-72小时。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(b)中，所述硅胶的形成方法包括：将水玻璃、无机酸和丙三醇进行接触；

优选地，所述接触的条件包括：温度为10-60℃，时间为1-5h，pH值为2-4，所述水玻璃、无机酸和丙三醇的用量的重量比可以为3-6:1:1；

更优选地，所述无机酸溶液为硫酸、硝酸和盐酸中的至少一种水溶液。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(b)中，所述第一球磨和第二球磨的条件相同或不同，所述第一球磨和第二球磨的条件各自独立地包括：磨球的转速为200-800r/min，球磨罐内的温度为15-100℃，球磨的时间为0.1-100小时；

优选地，第一球磨浆料与水的用量的重量比为1：0.1-5，第一球磨浆料与水混合制浆的温度为25-60℃；

优选地，所述喷雾干燥的条件包括：温度为150-600℃，转速为10000-15000r/min；

优选地，将第二球磨浆料进行喷雾干燥后采用旋风分离技术进行筛选的过程包括：将所述第二球磨浆料进行喷雾干燥排出的含有粉粒的气体进行旋风分离以收集所述粉粒。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(b)中，所述具有一维直通孔道结构的介孔分子筛滤饼和硅胶的用量的重量比为1：0.5-1.5。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(c)中，所述三孔空心球状介孔分子筛硅胶复合材料载体、Pt组分前驱体和Zn组分前驱体的用量使得制备的异丁烷脱氢催化剂中，以所述异丁烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述三孔空心球状介孔分子筛硅胶复合材料载体的含量为98-99.4重量％，所述Pt组分以Pt元素计的含量为0.1-0.5重量％，所述Zn组分以Zn元素计的含量为0.5-1.5重量％；

优选地，所述热活化的条件包括：温度为300-900℃，时间为7-10h；所述浸渍处理的条件包括：温度为25-50℃，时间为2-6h。

7.由权利要求1-6中任意一项所述的方法制备的异丁烷脱氢催化剂。

8.根据权利要求7所述的异丁烷脱氢催化剂，其中，所述异丁烷脱氢催化剂包括载体以及负载在所述载体上的Pt组分和Zn组分，其中，所述载体为三孔空心球状介孔分子筛硅胶复合材料载体，所述三孔空心球状介孔分子筛硅胶复合材料载体含有硅胶和具有一维直通孔道分布结构的空心球状介孔分子筛，所述三孔空心球状介孔分子筛硅胶复合材料载体的平均粒径为20-30μm，比表面积为200-400m²/g，孔体积为0.5-1.5mL/g，孔径分布为三峰分布，且所述三峰对应的最可几孔径分别为3-10nm、30-50nm和50-70nm。