[发明专利]一种复合脱氢催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种复合脱氢催化剂及其制备方法与应用，涉及催化化学领域，该复合催化剂由KL分子筛负载单原子Fe催化剂和Li2FeSiO4组成。本发明将上述复合催化剂应用于二乙苯脱氢反应中，单金属原子Fe和载体KL分子筛之间的强相互作用，不仅稳定了单原子Fe的分散性，而且大大提高了其催化性能。该催化反应速率快，催化剂活性和选择性高，具有良好的工业化应用前景。

技术领域

本发明涉及催化化学技术领域，特别是涉及一种复合脱氢催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

二乙烯苯是一种十分重要的交联剂，广泛用于离子交换树脂、离子交换膜、ABS树脂、聚苯乙烯树脂、不饱和聚酯树脂、合成橡胶、特种塑料、涂料、胶粘剂及其他领域。二乙烯苯作为高分子行业的基础材料，市场需求巨大，存在良好的发展空间。

工业上，二乙烯苯主要是通过二乙苯在催化剂的作用下脱氢反应制得。该反应为强吸热反应，且受热力学平衡的限制。二乙苯脱氢反应的主反应分为两步进行，第一步先生成乙基乙烯苯，再进一步脱氢生成二乙烯基苯。催化剂的性能制约着反应过程的经济性，在实际生产中，催化剂诱导期较长，在生产中后期容易发生催化效率降低、表面结焦等现象，反应中需要持续加入大量水蒸气进行催化剂的再生，造成高能耗。因此，寻求制备二乙烯苯的新工艺和合适的催化剂来提高二乙苯脱氢催化剂的活性，以增大二乙苯的转化率和二乙烯苯的选择性是首要研究目标。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种复合脱氢催化剂及其制备方法与应用，具有高催化性能，有效提高催化二乙苯的效率，进一步提高反应中二乙苯的转化率。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：一种复合脱氢催化剂，包括有KL分子筛负载单原子Fe组分和Li₂FeSiO₄组分。

优选的，所述Li₂FeSiO₄组分和所述KL分子筛负载单原子Fe组分之间Fe元素的摩尔比为1:1。

一种复合脱氢催化剂的制备方法，包括有

对KL分子筛负载单原子Fe催化剂的制备和对Li₂FeSiO₄固体催化剂的制备；

所述对KL分子筛负载单原子Fe催化剂的制备包括如下步骤：

步骤A1、制备KL分子筛；

步骤A2、以Fe(NO₃)₃·9H₂O为前驱体，浸渍KL分子筛；

步骤A3、对浸渍后的KL分子筛依次经过静置、干燥和焙烧，得到KL分子筛负载单原子Fe催化剂。

优选的，所述对Li₂FeSiO₄固体催化剂的制备包括如下步骤：

步骤B1、称取TEOS，并使其在去离子水中水解；

步骤B2、称取氢氧化锂一水合物和氯化亚铁四水合物分别溶解于不同份的去离子水中；

步骤B3、将氢氧化锂水溶液加入TEOS水解后的混合液中搅拌，形成白色悬浊液后再加入氯化亚铁水溶液，继续搅拌，溶液变为灰绿色后转移至水热合成反应釜的聚四氟乙烯内衬中，进而转移至保温箱中反应若干小时；

步骤B4、反应完成后，将产物进行离心操作，对产物依次醇洗若干次、水洗若干次后，对产物进行干燥，得到Li₂FeSiO₄。

优选的，所述步骤A1具体包括如下：