[發明專利]一種聚苯乙烯磺酸樹脂催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610393945.3
• 申請日: 2016-06-03
• 公開（公告）號: CN107457001B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 袁帥;黃少峰;何巖;黎源;王中華;呂艷紅;宋偉鋒;董龍躍;劉振峰;于學麗
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: B01J31/28
• 分類號: B01J31/28;C07C11/09;C07C1/24;C07C11/02;C07C2/26
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1.一種聚苯乙烯磺酸樹脂催化劑，包括：聚苯乙烯磺酸樹脂、金屬和金屬硫酸鹽，其中所述金屬包含兩部分：被聚苯乙烯磺酸樹脂包覆的金屬，和未被聚苯乙烯磺酸樹脂包覆的金屬；所述金屬硫酸鹽由所述未被聚苯乙烯磺酸樹脂包覆的金屬的外漏表面轉化而成,其中所述金屬為Fe、Co、Ni、Ge、Sn、Pb、Zn、Cu、Cd和Sb中的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的催化劑，其特征在于，基于被所述聚苯乙烯磺酸樹脂包覆的金屬和未被包覆的金屬的總體積，被所述聚苯乙烯磺酸樹脂包覆的金屬體積占比為1～90％；未被所述聚苯乙烯磺酸樹脂包覆的金屬體積占比為99～10％。

3.根據權利要求2所述的催化劑，其特征在于，基于被所述聚苯乙烯磺酸樹脂包覆的金屬和未被包覆的金屬的總體積，被所述聚苯乙烯磺酸樹脂包覆的金屬體積占比為10～70％，未被所述聚苯乙烯磺酸樹脂包覆的金屬體積占比為90～30％。

4.根據權利要求3所述的催化劑，其特征在于，基于被所述聚苯乙烯磺酸樹脂包覆的金屬和未被包覆的金屬的總體積，被所述聚苯乙烯磺酸樹脂包覆的金屬體積占比為30～50％，未被所述聚苯乙烯磺酸樹脂包覆的金屬體積占比為70～50％。

5.根據權利要求1或2所述的催化劑，其中所述金屬為Fe、Co和Ni中的一種或多種；所述金屬為金屬纖維、泡沫金屬和金屬粉末中的一種或多種；所述金屬的最小維度尺寸為0.1～100μm，最大維度尺寸為2mm以下。

6.根據權利要求1-3中任一項所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑的粒徑為0.1～3mm、比表面積為10-100m²/g、孔徑為10～500nm、孔容為0.1～0.5ml/g。

7.根據權利要求6所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑的粒徑為0.5～2mm。

8.根據權利要求1-4中任意一項所述的催化劑，其特征在于，所述聚苯乙烯磺酸樹脂的數均分子量為5-20萬。

9.根據權利要求8所述的催化劑，其特征在于，所述聚苯乙烯磺酸樹脂的數均分子量為8-15萬。

10.根據權利要求1-4中任一項所述的聚苯乙烯磺酸樹脂催化劑的制備方法，所述方法包括的步驟為：

(1)將金屬置于惰性氣體置換后的反應釜中，加入具有極性基團的長碳鏈有機化合物，在惰性氣體保護下攪拌，然后將所述反應釜中的液體瀝出，在惰性氣體氛圍下將所述金屬烘干、備用；

(2)將過氧化二苯甲酰、二乙烯苯、苯乙烯、異丙醇和聚乙烯醇加入反應釜中，攪拌并升溫，當反應出現明顯的相界面時，將已通過步驟(1)處理過的所述金屬加入至反應釜中，攪拌至顆粒開始變脆時停止加熱，向所述反應釜中加入水冷卻至室溫，將液體瀝出，洗滌、烘干所得顆粒；

(3)對第(2)步烘干后的所述顆粒的未被聚苯乙烯包覆的金屬外露表面進行氧化，得到金屬氧化物，直至顆粒質量恒定不變；

(4)將第(3)步得到的所述顆粒加熱，對所述聚苯乙烯進行磺化并使所述金屬氧化物轉化為金屬的硫酸鹽，從而得到所述催化劑。

11.根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中所述過氧化二苯甲酰、二乙烯苯和苯乙烯的總體積與步驟(2)中所加入的所述金屬的體積比例為0.4:1～10:1。

12.根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中所述二乙烯苯與苯乙烯的質量比為1:1～1:20；二乙烯苯和苯乙烯的總質量與過氧化二苯甲酰的質量比例為20:1～200:1，聚乙烯醇以水溶液的形式加入，異丙醇與聚乙烯醇水溶液中的聚乙烯醇的質量比為5:1～30:1，二乙烯苯與苯乙烯總質量與聚乙烯醇水溶液的質量比為1:3～1:30。