[发明专利]一种大尺寸球形钛硅沸石催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种大尺寸球形钛硅沸石催化剂及其制备方法和应用，所述制备方法包括如下步骤：向硅源、钛源、模板剂和溶剂混合并老化得到的溶胶中加入乙酰胆碱，于水蒸气辅助下晶化反应，晶化产物经后处理、煅烧，所得即为钛硅沸石催化剂；所述硅源与乙酰胆碱的摩尔比为1：(0.03～0.15)。本发明通过在水蒸气辅助晶化法合成过程中添加适量乙酰胆碱制备得到一种大尺寸球形钛硅沸石催化剂，克服了现有钛硅沸石催化剂催化活性低和分离回收困难的问题，具有广泛的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及沸石催化剂技术领域，更具体地，涉及一种大尺寸球形钛硅沸石催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会发展和环保意识的增强，绿色化学产品也越来越受到人们的关注。其中，环氧氯丙烷(ECH)是一种重要的化学中间体，主要用于生产环氧树脂、氯醇橡胶、甘油等。目前工业生产中，ECH的生产方法主要有氯醇法和烯丙醇法，但氯醇法会产生大量氯化钙(CaCl₂)副产物和含卤素的废水，污染环境严重，而烯丙醇法工艺复杂，生产成本高。因此，采用绿色环保的催化剂材料生产ECH仍是一个挑战。

目前，含钛沸石(如TS-1，Ti-MCM-41，Ti-SBA-15，Ti-MCM-48，Ti-TUD，Ti-MWW)催化剂已被广泛用于烯烃环氧化反应中。其中，TS-1沸石是一种具有三维骨架结构且微孔孔道规则的材料，其具有高比表面积、高吸附容量、可调变的吸附性能、良好的水热稳定性以及较强的抗腐蚀性，可用于一系列有机反应中，如烯烃的环氧化、芳烃的羟基化、酮的氨肟化、醇的氧化等有机反应。

TS-1作为一种绿色催化材料，已应用于以甲醇为溶剂，以过氧化氢为清洁氧化剂催化氯丙烯(ACH)环氧化生产ECH的反应体系中。该反应体系具有环境友好、操作简单、产物易分离和选择性高等优点，日益受到研究人员的广泛关注，成为当今研究领域的热点。然而，传统的TS-1沸石晶粒的直径为230nm左右，其催化活性较低且合成工艺复杂。Harris等人(Harris J W,Jeremy A ,Garrett M,et al.Propylene oxide inhibits propyleneepoxidation over Au/TS-1[J].Journal of Catalysis,2018,365:105-114.)提出一种通过减少TS-1沸石晶粒尺寸以增加催化剂的比表面积，实现提高其催化氧化活性的方法，但小尺寸TS-1催化剂存在分离回收困难的问题，在工业应用中受到了严重的限制。

发明内容

本发明的首要目的是克服上述现有钛硅沸石催化剂粒径小而大尺寸催化剂催化活性低的问题，提供一种大尺寸球形钛硅沸石催化剂的制备方法。采用本发明所述方法制备得到的钛硅沸石催化剂粒径大(320nm～3μm)、催化活性高、催化稳定性好。

本发明的另一目的是提供所述方法制得的大尺寸球形钛硅沸石催化剂。

本发明的另一目的是提供大尺寸球形钛硅沸石催化剂的应用。

本发明的进一步目的是提供一种利用大尺寸球形钛硅沸石催化剂制备环氧氯丙烷方法。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种大尺寸球形钛硅沸石催化剂的制备方法，包括如下步骤：

向由硅源、钛源、模板剂和溶剂混合并老化得到的溶胶中加入乙酰胆碱，于水蒸气辅助下晶化反应，晶化产物经后处理、煅烧，所得即为大尺寸球形钛硅沸石催化剂；所述硅源与乙酰胆碱的摩尔比为1：(0.03～0.15)。