[發明專利]用于二氧化碳氣氛下乙烷脫氫制乙烯的鎵系催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710190675.0
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106984297B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 雷天起;樂英紅;程彥虎;華偉明;高滋
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: B01J23/08
• 分類號: B01J23/08;C07C5/333;C07C11/04
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種用于乙烷在二氧化碳氣氛下脫氫制乙烯的鎵系催化劑，其特征在于，以氧化硅摻雜的氧化鈦為載體，氧化鎵為活性組分，按重量百分比計，載體中SiO₂的摻雜量為1.0%~20.0%，催化劑中活性組分含量1.0%~15.0%；其中，活性組分以可溶性的鎵鹽為前驅體，利用浸漬方法將鎵引入到載體中，再通過焙燒制備得到負載型催化劑。

2.一種如權利要求1所述用于乙烷在二氧化碳氣氛下脫氫制乙烯的催化劑的制備方法，其特征在于，以水熱方法合成SiO₂摻雜的TiO₂載體，以可溶性的鎵鹽為前驅體，利用浸漬方法將鎵引入到載體中，再通過焙燒制備成負載型催化劑。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，制備的具體步驟如下：

（1）將鈦酯用酸溶液水解形成溶膠，攪拌條件下將硅酯滴加到該溶膠中，繼續攪拌形成凝膠，將上述凝膠轉移到Teflon襯管的水熱反應釡中進行水熱處理，通過洗滌和干燥，于空氣氣氛中焙燒得到SiO₂摻雜的TiO₂載體；

（2）將所得載體加入到氧化鎵前驅體的水溶液中，混合均勻形成漿液；

（3）將漿液在紅外燈下加熱攪拌烘干，空氣氣氛中焙燒。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所用的鈦酯選自鈦酸四乙酯、鈦酸四丁酯、鈦酸四正丙酯或鈦酸四異丙酯；所用的硅酯選自硅酸四甲酯或硅酸四乙酯。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述水熱處理溫度為100~180℃，處理時間為6~20小時；所述在空氣氣氛中焙燒，焙燒溫度為400~700 ℃，焙燒時間為4~10小時。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述可溶性的鎵鹽選自硝酸鎵、硫酸鎵、三氯化鎵。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述漿液在紅外燈下加熱攪拌烘干，溫度為80~110℃，干燥時間為4~10小時；所述在空氣氣氛中焙燒，焙燒溫度為550~800℃，焙燒時間為4~10小時。

8.如權利要求1所述催化劑用于二氧化碳氣氛下乙烷脫氫制乙烯，具體步驟為：

（1）催化劑在氮氣氣氛中于500~700 ℃活化1~3小時；

（2）反應于常壓條件下在固定床反應器中進行，反應溫度550~750℃ ，原料氣總流量10~50 mL/min，其中各組分摩爾百分比為乙烷1~5%，二氧化碳3~30%，其余為氮氣。