[发明专利]MCM-41分子筛负载镍基催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明涉及MCM‑41分子筛负载镍基催化剂的制备方法及应用。本发明搅拌条件下，将十六烷基三甲基溴化铵和氨水加入到去离子水中混合均匀得到混合溶液A，将正硅酸乙酯逐滴滴加至混合溶液A中并搅拌反应4~6 h，分离、水洗、干燥、煅烧即得载体MCM‑41介孔材料；将载体MCM‑41介孔材料分散到去离子水中得到载体MCM‑41介孔材料悬浊液；将镍前驱体水溶液加入到载体MCM‑41介孔材料悬浊液中混合均匀，搅拌条件下蒸发水分，再煅烧即得MCM‑41分子筛负载镍基催化剂。本发明MCM‑41分子筛负载镍基催化剂应用于乙炔选择性催化加氢，乙炔转化率最高为99.9%，乙烯选择性最高可达95%以上。

技术领域

本发明涉及MCM-41分子筛负载镍基催化剂的制备方法及应用，属于催化剂技术领域。

背景技术

乙炔不仅是乙烯原料中的杂质，而且聚合会导致催化剂易失活，在聚烯烃生产过程中堵塞孔隙或覆盖活性中心，聚合产物的性能恶化，对乙烯后续的聚合所用的催化剂也有毒害作用，因此乙烯中乙炔的选择性脱除在烯烃工业中至关重要。

乙炔加氢制乙烯是目前工业上去除乙烯原料中乙炔最常用的方法，因为其方法降低乙炔浓度的同时提高所需乙烯的产量。然而，由于乙烯也是一种不饱和烃，其加氢生成饱和产物乙烷的可能性仍然存在，因此所使用的催化剂应具有高度选择性，以确保不生成乙烷。此外，乙炔的浓度只要低至百万分之几就可以使乙烯聚合受到的影响降到最低，因此去除乙炔的催化剂也引起了越来越多研究者的关注。

目前，乙炔选择性加氢催化剂主要分为钯系催化剂和非钯系催化剂。其中，钯系催化剂虽有良好的乙炔选择性加氢活性，但其价格昂贵，且稳定性差，易导致乙炔过度加氢生成乙烷，从而降低乙烯的选择性。因此越来越多的研究者把研究重心转移到对非钯系催化剂的研究上。而非钯系催化剂如镍基催化剂由于其自其催化活性好，机械强度高，对毒物不敏感，导热性好等优点，不仅应用于各种不饱和烃的加氢，而且也是脱氢、氧化脱卤、脱硫等某些转化过程中的良好催化剂，使用于石油、化工、制药等工业上得到了广泛应用。

镍基催化剂在拥有众多优良特性的同时，也存在着许多的不足，例如它对主产物乙烯的吸附较强，在一定程度上会影响乙烯的选择性，因此，寻找合适的载体及催化剂的制备方法以降低催化剂对产物的吸附作用具有重要意义。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种MCM-41分子筛负载镍基催化剂的制备方法及应用，本发明由于有序介孔MCM-41硅材料具有较高的比表面积、均匀且可连续调控的孔径，孔道结构可从一维至三维方向变化，且具有可调控的形貌如球状、膜片及纤维状以及表面基团可有机功能化等特点，从而利用有序介孔MCM-41硅材料作为基体负载镍使有序介孔MCM-41硅材料的孔道中引入有机功能基团和镍基催化剂，使制备的MCM-41分子筛负载镍基催化剂性质稳定、具有发达的孔隙结构、高比表面积和优良的吸附性能，可作为催化剂应用在乙炔选择性加氢制取乙烯反应中。

本发明通过下述技术方案实现：

（1）搅拌条件下，将十六烷基三甲基溴化铵和氨水加入到去离子水中混合均匀得到混合溶液A，将正硅酸乙酯逐滴滴加至混合溶液A中并搅拌反应4~6h，分离、水洗、干燥、煅烧即得载体MCM-41介孔材料；

（2）将步骤（1）载体MCM-41介孔材料分散到去离子水中得到载体MCM-41介孔材料悬浊液；

（3）将镍前驱体水溶液加入到步骤（2）载体MCM-41介孔材料悬浊液中混合均匀，搅拌条件下蒸发水分，再煅烧即得MCM-41分子筛负载镍基催化剂。

所述步骤（1）混合溶液A中十六烷基三甲基溴化铵的浓度为 0.020~0.024 g/mL，氨水与去离子水的体积比为1:10 ~13，氨水的浓度为0.020~0.024 g/mL 。

所述步骤（1）正硅酸乙酯与去离子水的体积比为 1:9~11。