[發明專利]一種用于氯乙烯合成的貴金屬催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201710858286.0
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107715871B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 廖慶剛
• 申請（專利權）人: 蘇州凱特萊新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J23/52
• 分類號: B01J23/52;B01J35/10;C07C17/08;C07C21/06;B01J32/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王銘陸

本發明提供了一種用于氯乙烯合成的貴金屬催化劑的制備方法，包括以下步驟：（1）活性碳預處理和改性、（2）貴金屬前驅體溶液的制備、（3）貴金屬催化劑的制備。活性碳通過改性處理后比表面積和孔結構得到了改善，表面的羧基和酮基的含量增加，有利于貴金屬前驅體溶液的吸附，提高貴金屬的負載量。前驅體溶液中添加了助劑，提高了貴金屬溶液的穩定性和均一性，同時通過助劑決定金屬負載的形式進而形成一個穩定的協同體系。試驗結果得出，以氯化金作為反應物制備的碳載催化劑催化乙炔和氯化氫合成氯乙烯的轉化率達到99%以上，催化效果良好，同時具有環境保護可回收的優點，可以全面代替了目前廣泛使用的汞碳催化劑，適于氯乙烯的生產。

技術領域

本發明屬于催化劑制備技術領域，具體涉及一種用于氯乙烯合成的貴金屬催化劑的制備方法。

背景技術

我國是全球最大的聚氯乙烯（PVC）產地；其中煤制氣路線（乙烯法）是主要的工藝方法；目前由乙炔和氯化氫合成氯乙烯使用的催化劑為汞載碳催化劑；該催化劑和工藝路線反應條件相對不苛刻，轉化率相對較高，因此廣泛使用。但是汞具有很高的毒性，在使用過程中，對環境對人都有很大的危害；2013年1月19日，聯合國環境規劃署通過了旨在全球范圍內控制和減少汞排放的國際公約《水俁公約》，就具體限排范圍做出詳細規定，以減少汞對環境和人類健康造成的損害。我國自2016年4月加入《水俁公約》并于2017年8月16日生效；公約要求締約國自2020年起，禁止生產及進出口含汞產品。現今國內汞資源的嚴重匱乏，加之國際社會對汞資源的限制開采、限制出口等政策也使得含汞催化劑面臨著前所未有的困境，因此迫切需要一種汞載碳催化劑的替代催化劑，具有十分重大的理論和現實意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于氯乙烯合成的貴金屬催化劑的制備方法，以解決現有汞載碳催化劑存在的問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于氯乙烯合成的貴金屬催化劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）活性炭預處理：首先將活性炭用去離子水超聲清洗2-3次，最后一次清洗后通過離心去除上清，收集清洗后的活性炭并將其放入烘箱中烘干，得到活性炭粉體；

（2）活性炭堿改性：向步驟（1）預處理后的活性炭中加入質量濃度為1-10%的NaOH溶液，在35-60℃的水浴溫度下攪拌反應1-2h，待反應體系降至室溫后，將其用去離子水進行抽濾洗滌，直至最后一次洗滌后的溶液pH為中性；

（3）活性炭酸改性：向步驟（2）堿處理后的活性炭中加入質量濃度為10-20%的HNO₃溶液，在40-70℃的水浴溫度下攪拌反應0.5-2h，待反應體系降至室溫后，將其用去離子水進行抽濾洗滌，直至最后一次洗滌后的溶液pH為中性；將洗滌后的活性炭放入烘箱中烘干；

（4）偶聯劑活化：向步驟（3）制得的活性炭中加入8-15倍重量份的偶聯劑，在100-120℃的溫度下攪拌回流反應2-4h，待反應產物降至室溫后，將產物混合物通過抽濾進行分離收集濾餅，將濾餅在50-70℃的條件下進行真空干燥3-5h，得到活化改性后的活性炭；

所述偶聯劑的制備方法為：將苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷與鄰苯二甲酸進行混合，加入5-10倍重量的乙酸乙酯溶液后在300-800r/min的轉速下攪拌30-60min，然后向上述混合液中緩慢加入0.1-1重量份的硬脂酸繼續攪拌20-60min，即得偶聯劑；

（5）貴金屬前驅體溶液的制備：

稱取貴金屬化合物，將其用乙醇溶解成1-5M的濃度，在攪拌的狀態下向貴金屬化合物溶液中加入0.3-1重量份的聚乙烯吡咯烷酮、0.3-1重量份的PEG（聚乙二醇），繼續攪拌20-40min得貴金屬前驅體溶液，所述貴金屬化合物為氯化金或氯金酸；

（6）貴金屬催化劑的制備：