[发明专利]一种层状多金属氟化物催化剂的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种层状多金属氟化物催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）在碱性物质存在下，多种金属硝酸盐发生晶化反应一定的时间，制得层状多金属氢氧化物，碱性物质为NaOH与Na₂CO₃混合物、尿素或(NH₄)₂CO₃中的一种，晶化反应的晶化条件为60~90℃油浴12~24h、90-120℃水热晶化12~48h或以280-320r/min的速率机械球磨1-2h；

2）将步骤1）所得的层状多金属氢氧化物与固体氟源按照一定的质量比机械混合后，放入马弗炉中，以速率为2℃/min升温至350~550℃，恒温煅烧处理3~6h，得到层状多金属氟化物催化剂，所述的固体氟源为NH₄F、PVDF、NH₄HF₂中的一种；

3）或将步骤1）所得的层状多金属氢氧化物置于管式炉，于空气气氛或氮气气氛下以速率为2℃/min升温至350~550℃恒温煅烧3-6h，得到层状多金属氧化物；再将层状多金属氧化物于氮气与氟化氢混合气氛下，先于300℃下恒温处理2-4h，再于350℃下恒温处理1-3h，得到层状多金属氟化物催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种层状多金属氟化物催化剂的制备方法，其特征在于步骤1）中的金属硝酸盐中的金属为Cr、Mg、Al、Ni、Co、Fe、Zn、Zr、Y中的两种或两种以上混合物。

3.根据权利要求1所述的一种层状多金属氟化物催化剂的制备方法，其特征在于步骤1）中的晶化反应采用以下三种方法之一：

方法1：

1a）取至少两种金属硝酸盐溶解于去离子水中得到盐溶液；

1b）取碱性物质溶解于去离子水中得到碱溶液；

1c）在剧烈搅拌下将步骤1a）和步骤1b）得到的盐溶液和碱溶液同时缓慢滴入反应瓶中，整个过程维持pH为9.5-10.5，待溶液全部滴加结束后，油浴升温到60~90℃晶化反应12~24h，整个过程伴随蒸汽冷凝回流；反应结束后反应液至于空气中自然冷区至室温，将所得的白色乳浊液用去离子水离心洗涤，产物干燥得到层状多金属氢氧化物；

方法2）：

将步骤1a）和步骤1b）得到的盐溶液和碱溶液加入聚四氟乙烯内衬的水热釜中，并在鼓风干燥箱中90-120℃水热晶化12~48h，反应结束后反应液用去离子水离心洗涤，产物干燥得到层状多金属氢氧化物；

方法3）：

晶化反应过程如下：将多种金属硝酸盐与碱性物质混合后放入球磨罐中，以280-320r/min的转速下室温球磨，球磨时间2.5-3.5h，再用去离子水分离心洗涤，产物干燥得到层状多金属氢氧化物。

4.根据权利要求3所述的一种层状多金属氟化物催化剂的制备方法，其特征在于步骤1c）中盐溶液和碱溶液的滴加速度为15-25滴/min。

5.根据权利要求3所述的一种层状多金属氟化物催化剂的制备方法，其特征在于步骤1c）中盐溶液和碱溶液的滴加速度为20滴/min。

6.根据权利要求1所述的一种层状多金属氟化物催化剂的制备方法，其特征在于步骤2）中层状多金属氢氧化物与固体氟源的质量比1:3~1:5。

7.一种根据权利要求1~6任一所述的方法制备的层状多金属氟化物催化剂。

8.一种根据权利要求7所述的层状多金属氟化物催化剂在含氟烷烃裂解脱HF制备含氟烯烃反应的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于含氟烷烃裂解脱HF制备含氟烯烃反应的温度为200~500℃，反应压力为常压；所述含氟烷烃为1，1-二氟乙烷、1，1，1-三氟乙烷、1，1，1，2-四氟乙烷、1，1，1，3，3-五氟丙烷中的至少一种；所述含氟烯烃为氟乙烯、偏氟乙烯、三氟乙烯、1，1，1，3-四氟丙烯中的至少一种。