[发明专利]基于碳多孔金属的整构式改性TS-1催化剂及制备方法与应用

权利要求书

1.一种整构式改性TS-1催化剂，其由包括以下步骤的制备方法制得：

将碳多孔金属浸泡于改性TS-1胶液中，二者的比例以改性TS-1胶液完全浸没碳多孔金属为准，浸泡后取出沥尽表面液体，置于装有氨或胺溶液的压力反应器内液面之上，加热保持反应，降至室温，取出碳多孔金属，干燥后升温进行焙烧，降至室温后取出，得到整构式改性TS-1催化剂；

所述碳多孔金属由包括以下步骤的制备方法制得：

将处理干净的多孔金属在氮气气氛中焙烧，焙烧的温度为100～120℃，时间为4～6h；切换为空气或氧气焙烧，焙烧的温度为210℃～750℃，时间为0.5h～7h；切换为氮气焙烧，焙烧的温度为275℃～750℃；切换为H₂和N₂混合气，H₂和N₂的流量比值为0.1～50，通入时间为30min～5h；切换为氮气焙烧，焙烧温度为350～900℃；切换为含C、H、O的小分子物质与N₂的混合气，含C、H、O的小分子物质与N₂的流量比值为0.1～10，通入时间为1min～200min；切换为氮气降温，得到所述碳多孔金属；

所述改性TS-1胶液由包括以下步骤的制备方法制得：

将硅酸四烷基酯、官能化的三烷氧基硅烷加入含有模板剂的水溶液中，搅拌，加入pH调节剂的水溶液，继续搅拌，加入钛酸四烷基酯的醇溶液，室温下搅拌成胶，得到改性TS-1胶液；所述硅酸四烷基酯:官能化的三烷氧基硅烷:模板剂:pH调节剂:钛酸四烷基酯:醇:H₂O的摩尔比为(0.5～1.5):(0.001～0.15):(0.15～0.55):(0.01～0.65):(0.01～0.175):(0.5～2.0):(2.0～25)；

所述整构式改性TS-1催化剂为高度2mm～500mm的圆柱结构，催化剂内部含有相互贯通的三维孔道，三维孔道的平均孔径为0.5μm～0.75mm；孔道表面TS-1层的微-介孔道直径为0.5～10nm，BET比表面积为150～300m²/g，孔容为0.1～12cm³/g；

其中，所述多孔金属的主要成分为Fe、Co、Ni、Cu中的至少一种或几种的合金；

所述官能化的三烷氧基硅烷为苯胺甲基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷。

2.如权利要求1所述的整构式改性TS-1催化剂，其特征在于：其中所述碳多孔金属浸泡于改性TS-1胶液中的温度为20℃～80℃，时间为3min～60min；

所述胺溶液为甲胺、乙胺、乙二胺、正丙胺、异丙胺、二甲胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺中的至少一种的水溶液，所述氨或胺溶液的浓度为0.25％～25％；

所述加热保持反应的温度为125℃～195℃，时间为10h～80h；

所述干燥后升温进行焙烧，干燥的温度为100～120℃，时间为1～10h。

3.如权利要求1所述的整构式改性TS-1催化剂，其特征在于，其中，所述处理干净的多孔金属是依次用乙醇、纯水冲洗多孔金属至少三次，干燥；

所述多孔金属的孔道为相互贯通三维网络状开孔结构，三维孔道的平均孔径为0.1μm～0.75mm；孔道表面TS-1层的微-介孔道直径为0.5～10nm，BET比表面积为150～300m²/g，孔容为0.1～12cm³/g；

所述含C、H、O的小分子物质为甲烷、乙烷、乙炔、乙烯、丙烯、丙炔、甲醇、乙醇、丙酮、苯、甲苯、乙苯。