[发明专利]一种介孔氧化硅纳米球负载型铜硅催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种介孔氧化硅纳米球负载型铜硅催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)制备内部呈现树枝状介孔孔道的氧化硅纳米球：

将乙醇胺添加到去离子水中，在60～80℃下磁力搅拌0.5～4.0小时得到三乙醇胺水溶液；向三乙醇胺水溶液中加入结构导向剂和水杨酸钠混合搅拌0.5～5小时；然后再加入烷氧基硅酸酯到体系中搅拌1～4小时，得到混合物；将混合物转移到反应釜中，在100～140℃下加热2～6小时，经过过滤、洗涤后得到固体，固体在80～120℃下干燥8～24小时、450～650℃下焙烧2～8小时后得到内部呈现树枝状介孔孔道的氧化硅纳米球(DMSNs)；

所述的结构向导剂为十六烷基三甲基溴化铵、溴代十六烷基吡啶、十六烷基三甲基氯化铵、N,N-二甲基十六胺、十六烷基三甲基磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇1000、聚乙烯醇中的任意一种、两种或以上以任意比例混合而成的混合物；所述的烷氧基硅酸酯为硅酸乙酯、硅酸甲酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯中的任意一种、两种或以上以任意比例混合而成的混合物；

(2)制备催化剂：

向可溶性铜盐溶液中加入醇作为共溶剂，然后向其中滴加氨水至体系的pH为12～13后配成铜氨络合物的水醇混合溶液；将步骤(1)中得到的内部呈现树枝状介孔孔道的氧化硅纳米球加入到铜氨络合物的水醇混合溶液中，在40～80℃下搅拌浸渍1～4小时，常温陈化12～48h后，在60～90℃下真空干燥2～12小时以除去水分、醇和氨，使铜组分均匀沉淀；再经水洗、100～130℃下干燥12～48小时、450～650℃下煅烧2～8小时后得到介孔氧化硅纳米球负载型铜硅催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的烷氧基硅酸酯、三乙醇胺、结构导向剂、水杨酸钠和去离子水的摩尔比为1：(0.02～0.05)：(0.03～0.1)：(0.01～0.015)：(60～100)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的内部呈现树枝状介孔孔道的氧化硅纳米球，比表面积500m2/g、孔容1.0ml/g、平均介孔尺寸3～10nm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的可溶性铜盐溶液，为可溶性铜盐的水溶液，其中，可溶性铜盐的浓度为0.1～1.5mol/L。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的可溶性铜盐为硝酸铜、氯化铜、硫酸铜、醋酸铜中的任意一种、两种或以上以任意比例混合而成的混合物；所述的醇为甲醇、乙醇、异丙醇中的任意一种、两种或以上以任意比例混合而成的混合物。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的可溶性铜盐溶液、醇的体积比为(1～10)：1；所述的内部呈现树枝状介孔孔道的氧化硅纳米球、铜氨络合物的水醇混合溶液的固液质量比为1：(4～10)。

7.一种经过权利要求1-6任一项所述的制备方法制备而成的介孔氧化硅纳米球负载型铜硅催化剂，其特征在于，以铜作为活性组分，以内部呈现树枝状介孔孔道的氧化硅纳米球为载体；铜含量为催化剂总重的10～45％。

8.一种权利要求7所述的介孔氧化硅纳米球负载型铜硅催化剂在草酸二甲酯加氢合成乙二醇反应中应用。