[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于中試反應(yīng)的納米氧化物負(fù)載磷酸鋰催化劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611113026.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106582733B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏清華;魯新環(huán);劉新泰;周丹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖北大學(xué);武漢椿嶺科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/18
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/18
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于中試反應(yīng)的納米氧化物負(fù)載磷酸鋰催化劑的制備方法，包括如下步驟：首先將預(yù)處理的磷酸鈉溶液、氫氧化鋰溶液同時(shí)并流加入配有高速剪切機(jī)的超聲波反應(yīng)裝置內(nèi)混合反應(yīng)，取得反應(yīng)生成液Ⅰ；再經(jīng)過(guò)第一次純化處理，取得白色固體Ⅰ；接著進(jìn)行焙燒處理得到作為催化劑前驅(qū)體的磷酸鋰；然后采用浸漬法負(fù)載催化劑將納米氧化物與磷酸鋰的水溶液混合反應(yīng)，取得反應(yīng)生成液Ⅱ；再經(jīng)過(guò)第二次純化處理，取得白色固體Ⅱ；最后經(jīng)過(guò)成型焙燒處理得到納米氧化物負(fù)載磷酸鋰催化劑。本發(fā)明的制備方法采用超聲振蕩與高速剪切相結(jié)合的方式合成、以及擠條成型制備負(fù)載型磷鎢酸催化劑的方法，該方法工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、產(chǎn)量高、催化活性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)非金屬催化材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種用于中試反應(yīng)的納米氧化物負(fù)載磷酸鋰催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

磷酸鋰是無(wú)色斜方結(jié)晶或白色結(jié)晶，與橄欖相似，由于沒(méi)有放射性、光照短卻光效長(zhǎng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是生產(chǎn)彩色熒光粉的理想原料；在微型密電源方面，含氮磷酸鋰薄膜是全固態(tài)薄膜鋰池研究中應(yīng)用最為廣泛的電解質(zhì)薄膜；在工業(yè)上作為催化劑，用于環(huán)氧丙烷異構(gòu)化制烯丙醇[馬衛(wèi)華，中國(guó)專(zhuān)利CN103447056B]，另外還應(yīng)用于氣體敏感器、特種激光材玻璃[Popovic L.,Manoun B.,Nieuwoudt MK.,Comins JD.,Journal of RamanSpectroscopy,2003,34(1):77-83；Karthikeyan A.,Levasseur A.,Rao K.J.,VinatierP.,The Journal of Physical Chemistry B,1999,103(30):6185-6192]、陶瓷、光盤(pán)材料等行業(yè)。此外還可以制備鋰離子二次電池的正極材料磷酸亞鐵[Franger S.,Cras FL.,Bourbon C.,Electrochemical Solid-State Letter,2002,(5):231]。

磷酸鋰催化劑在工業(yè)上用于環(huán)氧丙烷異構(gòu)化制備烯丙醇的反應(yīng)中。該催化劑首先公開(kāi)于美國(guó)專(zhuān)利USP2426264，自此以后，國(guó)內(nèi)外很多研究人員做了大量相關(guān)工作以期提高催化劑的選擇性和轉(zhuǎn)化率，工作主要集中于磷酸鋰的制備工藝、助劑、負(fù)載化催化劑的制備工藝及方法等。美國(guó)專(zhuān)利USP5262371、USP5600033以及USP5292974均公開(kāi)了一種環(huán)氧丙烷異構(gòu)化過(guò)程及催化劑，催化劑是由磷酸鋰和一種中性無(wú)機(jī)載體組成，磷酸鋰是在強(qiáng)堿性溶液中制備的，無(wú)機(jī)載體包括活性炭、分子篩、二氧化硅、氧化鋁以及硅鋁復(fù)合氧化物等，在氣相異構(gòu)化反應(yīng)中的轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)物選擇性均較高。美國(guó)專(zhuān)利USP4342666公開(kāi)了一種磷酸鋰催化劑活性增強(qiáng)過(guò)程，專(zhuān)利中介紹了采用無(wú)機(jī)酸處理催化劑磷酸鋰，可選用HCl、H₃PO₄和H₂SO₄等，調(diào)整溶液的pH為9-11，改進(jìn)后的催化劑在異構(gòu)化反應(yīng)中底物的轉(zhuǎn)化率達(dá)55％。美國(guó)專(zhuān)利USP4720598公開(kāi)了一種用于環(huán)氧化合物異構(gòu)化的堿性磷酸鋰催化劑的制備過(guò)程，該專(zhuān)利采用噴射沉淀方法，提出一種含有弱酸、強(qiáng)堿的雙功能催化劑在環(huán)氧化物異構(gòu)化制備相應(yīng)的烯醇的反應(yīng)過(guò)程中有較好的穩(wěn)定性。上述專(zhuān)利為了得到更為高效的固體催化劑，改變了不同PH值、不同焙燒溫度和焙燒條件等處理?xiàng)l件，分別制備了氧化物、分子篩等為載體負(fù)載的磷酸鋰，并將應(yīng)用于催化環(huán)氧丙烷異構(gòu)化反應(yīng)，得到底物的轉(zhuǎn)化率為55-78％，而烯丙醇的選擇性在70-94％的范圍內(nèi)。但是上述專(zhuān)利公布的催化劑壽命均較短，一般單程壽命不超過(guò)200h，總在線壽命大多在500h，大大限制了其應(yīng)用范圍。