[发明专利]一种高分散分子筛担载过渡金属氧化物催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及分子筛担载的过渡金属氧化物催化剂，特别提供了一种高分散分子筛担载过渡金属氧化物的微波处理方法。

过渡金属离子修饰的分子筛催化剂体系是当前多相催化剂研究的热点。通过过渡金属离子催化性能和分子筛酸碱性及其孔道择形性的组合，可以有效地调控催化性能，为多相催化剂的研制开拓极为广阔的空间。人们已经提出了有关过渡金属离子修饰的多种方法，通常采用的典型方法有：在分子筛合成过程中引入过渡金属离子的杂原子分子筛催化剂合成法；离子交换法；浸渍法和固相反应法等等。

固相反应法是基于金属盐类和／或氧化物在高比表面载体上自发分散的原理来制备的，但由于受金属离子迁移等因素的影响，用常规加热来引发固相反应所需要的加热温度比较高，反应时间通常很长，因此金属组分在分子筛内外表面的分布难以得到有效的控制。

本发明的目的在于提供一种分子筛担载的过渡金属氧化物的制备方法，其可以有效地控制过渡金属离子组分在分子筛内外表面的分布，从而提高催化剂的活性。

本发明提供了一种高分散分子筛担载过渡金属氧化物催化剂的制备方法，适用于分子筛担载的ZnO、La₂O₃、TiO₂、V₂O₅、MoO₃催化剂，其制备过程是将过渡金属氧化物与分子筛按比例机械混合，充分研磨，其特征在于：研磨后再进行微波处理，微波功率在50～300瓦／克，处理时间在10～180分钟，微波频率1000～3000MHz。其较佳的微波功率在100～200瓦／克。

微波加热已广泛应用于日常生活中，微波作为一种非电离电磁能，具有快速加热和特殊的电磁效应等特点。另外，微波加热对被加热的物质不具有破坏性。由于微波加热的快速性，可以考虑通过选择不同的加热功率和加热时间来有效地控制过渡金属离子组分在分子筛内外表面的分布。与以往分子筛担载过渡金属催化剂制备方法相比较，本发明采用的是一种新的催化剂制备方法，采用微波作为热源来制备ZnO/HZSM-5，La₂O₃/HZSM-5，TiO₂/HZSM-5，V₂O₅/HZSM-5，MoO₃/HZSM-5等系列催化剂，可以缩短加热时间，同时能有效地控制过渡金属离子在内外表面的分布。

附图1为不同方法制备的ZnO／HZSM-5的XRD谱图。

附图2为不同方法制备的La₂O₃／HZSM-5的XRD谱图。

附图3为不同方法制备的TiO₂／HZSM-5的XRD谱图。

附图4为不同方法制备的V₂O₅／HZSM-5的XRD谱图。

附图5为不同方法制备的MoO₃／HZSM-5的XRD谱图。

实施例1：ZnO／HZSM-5催化剂的XRD谱图

不同方法制备的ZnO／HZSM—5(Zn重量百分数为6％)的XRD谱图见图1。微波制备催化剂的具体实验方法如下：首先称量0．37克ZnO和5克HZSM-5分子筛，机械混合后进行充分研磨，然后再在商售微波炉(2450 MHz)上处理15和30分钟，微波工作功率为125瓦／克。而常规固相法制备的催化剂是把上述充分研磨后的催化剂取出2克放在马福炉中500℃焙烧6小时制得。XRD谱图是在Rigaku D／MAX Rb粉末X射线衍射仪上，用Cu Kα射线在室温下摄取，管压为40 KV，管流为100 mA，扫描速度为5K／min，扫描2θ范围为5～50度，XRD谱图是用与此相联结的计算机系统记录和处理的。可以看出，对于Zn等二价过渡金属离子，机械混合就可以使ZnO很好的分散在分子筛表面，与微波和马福炉加热方法得到的催化剂的分布情况相同。

实施例2：La₂O₃／HZSM-5