[發明專利]一種以TiO2為殼層的核殼型載體的制備方法

在審

• 申請號: 201710398893.3
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107185595A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 李新;王春艷;成峻青
• 申請（專利權）人: 北京三聚環保新材料股份有限公司
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J21/12;B01J35/08;B01J37/02;B01J37/08;B01J23/42;B01D53/86;B01D53/46
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 李靜

技術領域

本發明涉及催化劑載體領域，具體涉及一種以TiO₂為殼層的核殼型載體的制備方法。

背景技術

隨著化工業不斷向著環保、節能和高效的方向發展。對催化劑的各項性能要求也不斷提高。負載型催化劑以其催化活性高和選擇性好而被廣泛使用。其中，以貴金屬為活性組分的負載型催化劑應用最為廣泛，特別是在石油化工中，貴金屬負載型催化劑以其優異的催化性能廣泛的應用在氣體純化、原料加氫、裂解等工藝中。最常用的制備貴金屬負載型催化劑的方法是，將貴金屬活性組分通過浸漬、噴涂等方式，直接負載在比表面較大的載體上，然后通過焙燒，最終得到貴金屬負載型催化劑。上述制備方法中，由于選用了比表面積較大的載體，而比表面積較大的載體其孔道較為豐富，這樣就使得在負載的過程中，會有相當大的部分的貴金屬滲入載體內部，而在載體內部的貴金屬在催化過程中利用率很低，這樣就造成了貴金屬的浪費，而貴金屬的價格昂貴，大大的增加了生產的成本。針對上述問題，人們對載體做了改進，設計出一種核殼型載體，其是在比表面積小的載體上包覆一層比表面積較大的材料，以此來降低比表面積較大的材料表面孔道的深度。TiO₂以其比表面積大，且具有一定的助催化性能，而被廣泛應用在殼層材料上。常規以TiO₂為殼層材料的核殼型載體的制備方法為，將氯化鈦與水混合，取其上層形成的鈦溶膠，將載體置于鈦溶膠中浸漬，焙燒。該制備方法中，由于氯化鈦遇水后，立即發生劇烈的水解，同時伴隨著大量的沉淀產生，使得生成的鈦溶膠的量則非常少，僅為5％-10％左右，這樣使得大量的鈦原料浪費，同時水解過程中還產生大量的污染氣體氯化氫；于此同時，采用該種方法制備的殼層載體還存在著機械強度差的問題。

為此，中國專利CN101491778A一種薄殼型貴金屬催化劑，其以氧化鋁作為內核，采用二氧化鈦粉末作為涂層材料，將涂層材料與水、膠液和表面活性劑混合制成漿液，然后再將漿液噴涂在基材表面，在700-1200℃下焙燒，得到層狀復合載體。上述技術方案中，不使用鈦溶膠，直接將二氧化鈦作為殼層材料噴涂到基材表面，不僅提高了鈦的利用率，而且不會有有害氣體產生。但是上述專利的技術方案中，由于二氧化鈦的粒徑非常小，將其直接與水和膠液混合，非常容易發生團聚，從而導致二氧化鈦顆粒不能均勻的分散在基材表面，進而使得殼層的厚度不均，而殼層的不均勻往往會導致在負載活性組分時，活性組分穿透外殼進入到基材上，從而能使活性組分利用率低，大大降低性價比，除此之外，上述公開的技術方案對載體的機械強度也未有改善。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中以TiO₂為殼層的核殼型載體，殼層厚度不均勻，當其負載活性組分時，活性組分容易滲透到基材上，以及機械強度低的缺陷，從而提供一種以TiO₂為殼層的核殼型載體的制備方法。

一種以TiO₂為殼層的核殼型載體的制備方法，包括如下步驟：

(1)硅溶膠、鋁溶膠、鈦溶膠、田菁膠、羧甲基纖維素鈉和水混合，得到膠液；

(2)將膠液涂覆在基材上，得到載體前驅體，將二氧化鈦粉末噴涂在所述載體前驅體上，焙燒，得到所述核殼型載體。

優選的是，所述的制備方法中，在所述膠液中，SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、田箐膠、羧甲基纖維素鈉和水的質量比為：(0.1-10)：(0.1-10)：(0.1-10)：(0.1-1)：(0.1-1)：100。

優選的是，所述的制備方法中，在所述膠液中，SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、田箐膠、羧甲基纖維素鈉和水的質量比為：0.1：1：1：0.1：0.2：100。

優選的是，所述的制備方法中，所述膠液與所述基材的質量比為：(1-13)：25。

優選的是，所述的制備方法中，在所述核殼型載體上，所述二氧化鈦的量為所述核殼型載體質量的2％-20％。

優選的是，所述的制備方法中，所述二氧化鈦粉末為粒度大于200目的銳鈦礦型二氧化鈦粉末。

優選的是，所述的制備方法中，所述基材為α-Al₂O₃、δ-Al₂O₃、θ-Al₂O₃或α-SiO₂。