[發(fā)明專利]一種H型β分子篩膜包裹的膠囊催化劑制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210009279.0 | 申請日： | 2012-01-12 |
| 公開（公告）號： | CN103203249A | 公開（公告）日： | 2013-07-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李春林;椿范立;徐恒泳 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學院大連化學物理研究所 |
| 主分類號： | B01J29/76 | 分類號： | B01J29/76;B01J35/00 |
| 代理公司： | 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002 | 代理人： | 馬馳 |
| 地址： | 116023 *** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 分子篩 包裹 膠囊 催化劑 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種膠囊催化劑的制備方法，具體的說涉及到一種H型β分子篩膜包裹核心催化劑的制備方法。
背景技術(shù)
硅鋁基分子篩具有獨特的空間孔道結(jié)構(gòu)，因此，由其構(gòu)成的分子篩膜也擁有特殊的空間選擇性，并在最近被用于催化劑的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計，一種分子篩膜包裹核心催化劑的膠囊催化劑概念被提了出來，并受到各國研究者的普遍關(guān)注。這種新奇的催化劑具有“殼-核”結(jié)構(gòu)，分子篩殼層可以選擇性地讓目標產(chǎn)物分子離開催化劑核心，從而提高目標產(chǎn)物選擇性；或者選擇性地讓反應(yīng)物分子進入催化劑核心，避免有害分子進入，從而強化反應(yīng)穩(wěn)定性?，F(xiàn)代化工生產(chǎn)中90％的過程都和催化相關(guān)，高選擇性和穩(wěn)定性的膠囊催化劑技術(shù)是現(xiàn)代催化工業(yè)發(fā)展的必然趨勢之一。因此，膠囊催化劑技術(shù)已成為當前催化劑技術(shù)領(lǐng)域一個重要的新發(fā)展方向，是該領(lǐng)域一個新的研究熱點。
制備膠囊催化劑的關(guān)鍵是在核心催化劑上包裹分子篩膜。液相水熱合成法被廣泛用于合成各種分子篩膜。目前，所有分子篩膜包裹的膠囊催化劑的制備方法都是采用液相水熱合成法，合成時核心催化劑是在合成混合溶液中。該方法有很大的缺點和局限性。一般來講，硅鋁基分子篩都是在堿性環(huán)境下合成，使用強堿性試劑為模板劑，然而這些堿性試劑對于最常用的催化劑載體比如SiO2和Al2O3都是強腐蝕劑，容易腐蝕載體，甚至毀壞載體結(jié)構(gòu)，同時也伴隨著擔載的活性相泄漏到合成液中而損失。而且，合成液中只有非常少量的Si、Al以及模板劑等反應(yīng)物能夠有效轉(zhuǎn)化到分子篩膜中，結(jié)果產(chǎn)生大量的廢物以及高昂的處理費用，不適合放大制備，也不符合綠色、經(jīng)濟的生產(chǎn)理念。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免液相水熱合成法制備分子篩膜膠囊催化劑出現(xiàn)的問題，而提供一種工藝簡單適于工業(yè)放大的H-β型分子篩膜包裹的膠囊催化劑的制備方法。
本發(fā)明的目的是通過如下措施來達到：
將核心催化劑用去離子水洗滌，用溶液浸泡，配制分子篩前軀體溶液后浸漬核心催化劑，取出后密閉干燥，置入到合成反應(yīng)釜中央的特氟隆網(wǎng)框中，導(dǎo)入模板劑溶液至反應(yīng)釜，密閉并固定在水熱合成設(shè)備(水熱合成設(shè)備又可稱之為恒溫箱)的可旋轉(zhuǎn)支架上，145-175℃、旋轉(zhuǎn)條件下(1-5rpm)，晶化合成2-4天，焙燒后可得到分子篩膜包裹的膠囊催化劑。
浸泡核心催化劑的溶液可以是乙醇、丙醇、乙二醇中的一種或者其水溶液。
配制分子篩前軀體溶液，其鋁原料包括硝酸鋁、異丙醇鋁中的一種，硅原料包括發(fā)煙硅、四乙基硅烷中的一種，模板劑為四乙基氫氧化銨(TEAOH)，鋁原料、硅原料分別以Al2O3、SiO2計，最佳摩爾比：SiO2/Al2O3/TEAOH/H2O＝30～60/1/13.3～60/326-1000。優(yōu)選范圍為：SiO2/Al2O3＝30～60，H2O/SiO2＝5.5～16，SiO2/TEAOH＝1～4.5)。
合成釜中模板劑溶液中的水和模板劑的量進行了精細調(diào)節(jié)，經(jīng)由氣-液交換，將分子篩前軀體涂層轉(zhuǎn)化為流動性有限、又有利于分子篩合成的液體膠膜，并最終轉(zhuǎn)化為分子篩膜。
特氟隆網(wǎng)框內(nèi)的核心催化劑和模板劑溶液不直接接觸。
核心催化劑是在SiO2、Al2O3、活性碳或者菁青石載體上擔載有Ni、Rh、Co、Pd、Pt、Cu、Zn、Fe中至少一種金屬的擔載型催化劑。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：
1)本發(fā)明的一個特征是在分子篩膜合成時分子篩膜前驅(qū)體和合成釜內(nèi)的模板劑溶液不直接接觸，避免了模板劑對核心催化劑的腐蝕，并且模板劑溶液可以回收再利用。
2)本發(fā)明將預(yù)先涂敷在核心催化劑上的分子篩前驅(qū)體轉(zhuǎn)化為分子篩膜，所需原料少，廢料產(chǎn)生少，原料利用率高。
3)本發(fā)明方法容易實現(xiàn)膠囊催化劑的適于工業(yè)放大制備H-β型分子篩膜包裹的膠囊催化劑。
附圖說明
圖1制備H-β型分子篩膜包裹的膠囊催化劑的原理示意圖。
圖2Co/SiO2核心催化劑(a)和膠囊催化劑(b)的氮氣吸附/脫附等溫線和比表面積變化。
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