[发明专利]一种用于固定床乙炔氢氯化反应的氮掺杂碳材料催化剂的制备方法及其使用方法

摘要

本发明提出一种用于固定床乙炔氢氯化反应的氮掺杂碳材料催化剂的制备方法及其使用方法。该方法先合成具有催化活性的含氮官能团的前驱体，然后经过填充剂填充，程序升温焙烧，去除填充剂后得到氮掺杂碳材料催化剂。本发明的特点是该方法利用填充剂对孔道起到支撑作用，防止碳骨架的结构坍塌，结合氨气气氛程序升温焙烧技术提高材料氮含量，开发了一种氮掺杂碳材料催化剂的新型制备技术，并将氮掺杂碳材料应用于固定床乙炔氢氯化反应中，具有一定的催化活性。

主权项

1.一种用于固定床乙炔氢氯化反应的氮掺杂碳材料催化剂的制备方法，其特征在于：1）在室温搅拌状态下，将质量分数1%的聚乙烯醇和质量分数5%的氯化钠溶于水中得到溶液A；2）在搅拌状态下，将2‑乙烯基吡啶、4‑乙烯基吡啶、乙烯基咪唑中的一种或几种与质量分数为55‑80%的工业二乙烯苯按照质量比1:1‑1.5的计量关系混合均匀得到溶液B，之后加入偶氮二异丁腈搅拌30分钟后再加入致孔剂，继续搅拌30分钟即得到溶液C；其中，偶氮二异丁腈的加入量为溶液C质量的0.5‑3%，致孔剂与溶液B的质量比为1‑3:1，致孔剂为甲苯或甲苯与庚烷质量比为2:1的混合液；溶液A与溶液C的质量比为3:1；3）在搅拌状态下，将溶液A加热至30‑50 ℃，之后停止搅拌，将溶液C加入到溶液A中得到反应液，之后在搅拌下将反应液升温至65‑70 ℃反应2‑4小时，之后升温至80‑85 ℃反应3‑5小时，之后降至室温，然后抽滤，将抽滤得到的固体用5倍反应液体积的60 ℃热水洗涤3次，之后在82 ℃温度下，以石油醚作为溶剂索式提取7‑8次，72 ℃真空干燥2天，得到前驱体D；4）利用初湿浸渍法将填充剂浸渍到前驱体D上，之后将前驱体D在100‑105 ℃完全烘干，得到样品E，填充剂含量占催化剂总质量的10‑40 %；5）在流动的惰性气体气氛下，将样品E在管式炉中以5 ℃/min的升温速率升温至500‑900 ℃并维持3 h，之后降至室温；其中惰性气体的体积空速为180 h‑1；6）将填充剂去除，即制得氮掺杂碳材料催化剂。