[发明专利]一种乙炔氢氯化钌基催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种乙炔氢氯化钌基催化剂及其制备方法，涉及催化剂制备领域，该乙炔氢氯化钌基催化剂：包括以下原料：载体、活性组分和助剂；所述载体为磷掺杂活性炭；所述活性组分为钌的金属盐；所述助剂为氯化钾、1‑丁基‑3‑甲基咪唑二铵盐、PVP和3‑羟基‑2‑吡咯烷酮的一种或多种。该催化剂制备过程较为简单、活性较高、使用寿命较长，具有进一步工业化推广的潜力。

技术领域

本发明涉及催化剂制备领域，具体涉及一种乙炔氢氯化钌基催化剂及其制备方法。

背景技术

聚氯乙烯是全球第二大通用型合成树脂，氯乙烯是合成聚氯乙烯的原料，合成氯乙烯的方法主要有3种，乙炔法、乙烯法和乙烷法，目前工业化的主要是以煤为原料的乙炔法和以石油为原料的乙烯法，相关催化剂的研发有着十分重要的意义。

目前，金属无汞催化剂的研发主要是Au、Pd、Ru等贵金属和Bi、Sn、Cu等非贵金属两类金属催化剂。譬如，专利CN103623837A以Ru-Co-Ru多金属复配为活性组分，催化剂初始活性和选择性都可达到99％，但未考察稳定性测试结果。专利CN108262072A中以Ru金属盐为活性组分，选取活性炭为载体，添加有机配体与金属Ru³⁺形成较好的配位作用，抑制Ru³⁺的还原，一定程度上提高了催化剂的活性和稳定，相比于Au系催化剂，催化剂的活性仍显不足。专利CN113145130A公开了一种用于乙炔氢氯化反应的催化剂，包括活性炭载体和负载与载体上的金属组分，该金属组分由Cu元素、A金属元素和B金属元素组成，其中，A金属元素代表Au、Ag、Pd、Pt、Ru中的一种或两种贵金属元素，B金属元素选自Fe、Mn、Zn、K、Ca、Sn、Ni、Co、Cr、Al、In中的两种或三种金属元素。该催化剂在乙炔氢氯化制备氯乙烯的反应中表现出超长的稳定性和超高的活性，但该发明涉及到多金属复配，在后期工业化使用过程中，对催化剂中贵金属的回收将会产生巨大的费用，因此该催化剂不具备工业推广的价值。

基于以上问题，对活性炭进行P掺杂，提高载体与活性组分之间的相互作用，配合金属盐助剂和有机助剂，进一步提高催化剂的活性和稳定性，研发一种Ru系贵金属乙炔氢氯化催化剂应用于工业制备氯乙烯具有一定的经济效益和环境效益。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种乙炔氢氯化钌基催化剂及其制备方法，该催化剂具有较优的活性和稳定性，制备方法简单、价廉，具有十分重要的工业推广价值。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种乙炔氢氯化钌基催化剂，包括以下原料：载体、活性组分和助剂；所述载体为磷掺杂活性炭；所述活性组分为钌的金属盐；所述助剂为氯化钾、1-丁基-3-甲基咪唑二铵盐、PVP和3-羟基-2-吡咯烷酮的一种或多种。

进一步地，所述磷掺杂活性炭的制备方法具体为：将活性炭浸渍于含磷溶液中，干燥、焙烧，即得。

进一步地，所述活性炭为木质活性炭和/或椰壳活性炭。

进一步地，所述干燥具体为60-80℃旋转真空干燥5-10h；所述焙烧的具体为马弗炉中N₂氛围下，400-600℃焙烧3-6h。

进一步地，所述含磷溶液包括磷酸、磷酸铵和聚磷酸铵中的一种或多种。

进一步地，所述钌的金属盐为钌的氯化物。

进一步地，按重量百分比计，所述乙炔氢氯化钌基催化剂包括以下原料：0.1-2％活性组分、1-10％助剂和余量载体。

进一步地，所述含磷溶液中磷元素的质量占活性炭质量的0.5-3％。

本发明还提供了上述的乙炔氢氯化钌基催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将活性组分和助剂混合后，加入去离子水，搅拌混合均匀得到混合液，将混合液滴加至载体上，变滴加变搅拌，静置并干燥，即得。