[发明专利]一种GaN负载Ga改性-Silicalite-1催化剂及其应用

权利要求书

1.一种GaN负载Ga改性-Silicalite-1催化剂在催化CO₂氧化丙烷脱氢制丙烯反应中的应用，其特征在于：所述催化剂是以GaN为活性组分，以Si/Ga物质的量比为25～500的Ga改性-Silicalite-1分子筛为载体，且以催化剂的质量为100%计，GaN的负载量为1～20%；

所述催化剂由以下方法制备得到：按照Ga/N物质的量比为1:1～4，将Ga改性-Silicalite-1分子筛浸渍于含有Ga源和N源的溶液中，超声分散20～60 min，然后将混合物于50～100 ℃下干燥3～6 h，再将其置于惰性气氛中在700～900 ℃下焙烧1～4 h，最后在空气气氛中500～600 ℃脱碳处理3～6 h，压片、造粒、筛分，得到GaN负载Ga改性-Silicalite-1催化剂；

所述Ga改性-Silicalite-1分子筛由以下方法制备得到：将Si/Ga物质的量比为25～500的Ga源和Si源混合于含有模板剂的水溶液中，连续搅拌6～12 h制成均匀凝胶，凝胶中SiO₂、Ga、模板剂、H₂O的物质的量比为1:0.002～0.04:0.2～0.6:25～48；然后将凝胶转移至含有聚四氟乙烯内衬的高压水热釜中，160～200 ℃连续水热反应2～7天，冷却至室温，离心、洗涤至中性、在80～120 ℃下干燥10～12 h，将所得固体在空气气氛中550～700 ℃焙烧5～12 h，得到Ga改性-Silicalite-1分子筛。

2.根据权利要求1所述的GaN负载Ga改性-Silicalite-1催化剂在催化CO₂氧化丙烷脱氢制丙烯反应中的应用，其特征在于：所述催化剂是以GaN为活性组分，以Si/Ga物质的量比为25～100的Ga改性-Silicalite-1分子筛为载体，且以催化剂的质量为100%计，GaN负载量为4～8%。

3.根据权利要求2所述的GaN负载Ga改性-Silicalite-1催化剂在催化CO₂氧化丙烷脱氢制丙烯反应中的应用，其特征在于该催化剂由以下方法制备得到：按照Ga/N物质的量比为1:2～3，将Ga改性-Silicalite-1分子筛浸渍于含有Ga源和N源的溶液中，超声分散30～40min，然后将混合物于60～80 ℃下干燥5～6 h，再将其置于惰性气氛中在750～850 ℃下焙烧1～2 h，最后在空气气氛中550～600 ℃脱碳处理4～5 h。

4.根据权利要求1或3所述的GaN负载Ga改性-Silicalite-1催化剂在催化CO₂氧化丙烷脱氢制丙烯反应中的应用，其特征在于：所述的Ga源为三氯化镓、硝酸镓、醋酸镓中任意一种；所述的N源为尿素、三聚氰胺、盐酸胍、氯化铵中任意一种；所述溶液的溶剂为甲醇、乙醇、水中任意一种。

5.根据权利要求2所述的GaN负载Ga改性-Silicalite-1催化剂在催化CO₂氧化丙烷脱氢制丙烯反应中的应用，其特征在于所述Ga改性-Silicalite-1分子筛由以下方法制备得到：将Si/Ga物质的量比为25～100的Ga源和Si源混合于含有模板剂的水溶液中，连续搅拌8～10 h制成均匀凝胶，凝胶中SiO₂、Ga、模板剂、H₂O的物质的量比为1:0.01～0.04:0.2～0.4:30～40，然后将凝胶转移至含有聚四氟乙烯内衬的高压水热釜中，170～180 ℃连续水热3～4天，冷却至室温，离心、洗涤至中性、在100～110 ℃下干燥12 h，将所的固体在空气气氛中550～600 ℃焙烧6～8 h，得到Ga改性-Silicalite-1分子筛。

6.根据权利要求1或5所述的GaN负载Ga改性-Silicalite-1催化剂在催化CO₂氧化丙烷脱氢制丙烯反应中的应用，其特征在于：所述的Ga源为三氯化镓、硝酸镓、醋酸镓中任意一种；所述的Si源为硅酸四乙酯、硅溶胶中任意一种；所述的模板剂为四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵中任意一种。

7.根据权利要求1所述的GaN负载Ga改性-Silicalite-1催化剂在催化CO₂氧化丙烷脱氢制丙烯反应中的应用，其特征在于：将GaN负载Ga改性-Silicalite-1催化剂经40～60目石英砂稀释后装入固定床反应器中，在氮气气氛下升温至550～600 ℃，恒温0.5～2 h；通入反应气，其中丙烷和CO₂的物质的量比为1:1～1:2，N₂为平衡气，保持总气数不变，丙烷的反应空速为0.5～2 h^-1。