[发明专利]负载型催化剂及其制备方法

说明书

本申请公开了负载型催化剂，所述负载型催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分，所述载体包括二氧化硅；所述活性组分包括五氧化二钽和二氧化锆。该负载型催化剂是用于合成烯烃的高效催化剂，组成简单，原料廉价易得。本申请还公开了负载型催化剂的制备方法，该方法至少包括以下步骤：(1)获得含有活性组分前驱体的溶液；(2)将载体加入到所述含有活性组分前驱体的溶液中，经反应、焙烧，得到所述负载型催化剂。该负载型催化剂的制备方法，工艺简单，可操作性强，可进行大规模工业生产。

技术领域

本申请涉及负载型催化剂及其制备方法，更具体地涉及乙醇和乙醛反应制备1,3-丁二烯采用的负载型催化剂及其制备方法，属于催化合成领域。

背景技术

1,3-丁二烯是合成橡胶和树脂等产品的重要的有机化工原料，其传统的生产方式主要是石脑油裂解工艺的副产品。随着化石能源的日益枯竭，寻找其它的原料资源或者开发新的生产路径具有十分重要的意义。

在20世纪40年代，石油产业全面兴起以前，利用乙醇催化转化合成1,3-丁二烯是世界上主要的1,3-丁二烯生产方法。近年来，通过生物发酵工艺生产的乙醇产量逐渐增加，另外，煤制乙醇工艺路线的成功突破将会进一步提升我国乃至全世界乙醇的产能。因此，利用乙醇代替传统石油路线生产高值烯烃更具有现实意义，再度引起了研究者们的广泛关注。

根据催化剂以及反应工艺的差异，乙醇转化为1,3-丁二烯的过程可分为一步法和两步法。相比一步法，两步法工艺中1,3-丁二烯的选择性更高，催化剂稳定时间长，更具有工业化应用的价值。乙醇和乙醛反应两步法的核心过程，而高效催化剂的开发则是该反应顺利进行的关键。因此，使用更加廉价的合成原料通过温和的制备方法来合成具有较高活性、产物选择性以及稳定性的催化剂体系，是本领域研究者们致力于实现的重要目标。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了负载型催化剂，该负载型催化剂克服了现有催化剂目标产物选择性低、失活迅速的缺陷，在乙醇和乙醛合成1,3-丁二烯的反应中表现出超高的选择性以及稳定性，且制备工艺简单，原料廉价易得，可进行大规模工业生产。

所述负载型催化剂，其特征在于，所述负载型催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分，所述载体包括二氧化硅；所述活性组分包括五氧化二钽和二氧化锆。

可选地，所述五氧化二钽占所述负载型催化剂的0.5～8wt％。

可选地，所述五氧化二钽占所述负载型催化剂的上限选自8wt％、7wt％、6wt％、5wt％或4wt％；下限选自3wt％、2wt％、1wt％或0.5wt％。

可选地，所述五氧化二钽占所述负载型催化剂的2～5wt％。

可选地，所述二氧化锆占所述负载型催化剂的0.1～2wt％。

可选地，所述二氧化锆占所述负载型催化剂的上限选自2wt％、1.5wt％或1wt％；下限选自1wt％、0.5wt％或0.1wt％。

可选地，所述二氧化锆占所述负载型催化剂的0.5～1wt％。

可选地，所述二氧化硅为多孔二氧化硅。

所述二氧化硅源自粗孔硅胶、细孔硅胶、啤酒硅胶、Davisil Grade系列硅胶、介孔二氧化硅、纳米二氧化硅、纯硅沸石中的至少一种。

根据本申请的又一个方面，提供了所述负载型催化剂的制备方法，通过浸渍法制备得到的催化剂产品性能稳定，催化效率高，能够实现大规模工业化生产。

所述方法至少包括以下步骤：

(1)获得含有活性组分前驱体的溶液；

(2)将载体加入到所述含有活性组分前驱体的溶液中，经反应、焙烧，得到所述负载型催化剂。