[发明专利]一种TiOF2

说明书

本发明公开了一种TiOF₂催化剂及其制备方法和应用，所述TiOF₂催化剂的制备方法是：在氟源的作用下，将TiO₂氟化，得到所述TiOF₂催化剂。本发明方法制备出的催化剂在含氟烷烃（HFCs）气相脱HF制备含氟烯烃（HFOs）的反应中具有良好的催化性能和稳定性,所述催化剂的制备方法也具有工艺简单，过程可控以及周期短和效率高等特点。

技术领域

本发明涉及一种TiOF₂催化剂及其制备方法和在热催化中的应用。

背景技术

含氟烷烃（HFCs）是现代社会不可缺少的功能性化学物质，被广泛用于制冷剂、发泡剂、脱模剂和清洗剂等方面。但是含氟烷烃属于温室气体，温室效应潜能值（GWP）比较高，大量使用会对环境造成危害，是《京都议定书》上被控制排放的气体。所以为了应对气候变化，将含氟烷烃资源化转化为含氟烯烃已是大势所趋。含氟烯烃（HFOs）对环境影响较小，并且被认为是HFCs最理想的替代品。含氟烷烃广泛应用于含氟橡胶、含氟树脂、含氟涂料，含氟聚合物中空纤维等，其中1,1-二氟乙烷裂解得到的氟乙烯广泛应用于昂贵汽车的隔音材料。

目前最常用的含氟烷烃资源化转化为含氟烯烃的方法为高温裂解法，固体L酸性位被认为是含氟烷烃裂解脱HF反应的活性中心。最常用的催化剂有活性炭基，铬基，镁基和铝基催化剂，然而，活性炭基催化剂反应活性较低，产物选择性低；铬基催化剂酸性太强，易失活，催化剂稳定性较差并且极不环保；镁基催化剂酸性较弱，活性低，常用作载体来催化反应；铝基催化剂晶型较为复杂，在高温反应中往往多种晶型相互转变，影响催化剂的活性和稳定性。上述催化剂普遍存在易积碳失活，金属氟化物固有的低比表面以及催化剂稳定性较差等问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述普遍问题，本发明的目的在于提供一种TiOF₂催化剂及其制备方法以及首次提出其在热催化中的应用。本发明方法制备催化剂操作简单并且其原料TiO₂属于环境友好型材料，所述的TiOF₂催化剂在含氟烷烃气相裂解脱HF制备含氟烯烃的反应中具有良好的催化性能和稳定性。

所述的一种TiOF₂催化剂的制备方法，其特征在于在氟源的作用下，将TiO₂氟化得到TiOF₂催化剂；所述氟源为气相氟源、液相氟源或固相氟源。

所述的一种TiOF₂催化剂的制备方法，其特征在于所述固相氟源为含氟化合物和含氟聚合物；

当氟源为含氟化合物时，其制备方法如下：将固相氟源与TiO₂进行球磨，球磨转速为250~350 r/min，球磨时间为2～4h，球磨结束后，混合物放入以α-Al₂O₃为材质的管式炉中N₂气氛下焙烧后降至室温，制得催化剂；

当氟源为含氟聚合物时，其制备方法如下：将含氟聚合物溶于有机溶剂中得溶液，将TiO₂均匀分散在溶液中，120℃干燥后置于马弗炉中焙烧后降至室温，制得TiOF₂催化剂。

所述的一种TiOF₂催化剂的制备方法，其特征在于含氟化合物为氟化铵或氟硼酸铵，含氟化合物与TiO₂的摩尔比为1～4：1，氟源为含氟化合物时的焙烧温度为250～350℃，焙烧时间为2～4h。

所述的一种TiOF₂催化剂的制备方法，其特征在于含氟聚合物为PVDF、PTFE和PVF中的一种，有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和或丁酮，含氟聚合物与TiO₂的摩尔比为1～6：1，氟源为含氟聚合物时的焙烧温度为350～650°C，焙烧时间为4～10h。