[發明專利]催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201711353957.4
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108097262B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 閆曉亮;盧晶軍;李瑞豐;袁臣;胡通;范立明;于峰;范彬彬
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J35/10;B01J37/08;C07C7/167;C07C11/04
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 任哲夫

本發明涉及化工材料技術領域，提供一種催化劑及其制備方法與應用。一種催化劑的制備方法，包括提供可溶性鈀鹽及Cu?BTC，所述可溶性鈀鹽與Cu?BTC的用量比為(0.01?0.1)mmol：1g；將所述可溶性鈀鹽充分溶解于氨水中得到鈀的氨溶液，向鈀的氨溶液中加入水將pH調節至7?8得到反應溶液；充分混合所述反應溶液與Cu?BTC后得到混合物；將所述混合物進行干燥、焙燒即可得到所需催化劑。利用該催化劑的制備方法所制得的催化劑特別適用于乙烯中脫除乙炔，同時具有較高的乙炔轉化率和乙烯選擇性。本發明還提供一種催化劑，采用上述的催化劑的制備方法制備得到。本發明還提供一種催化劑的應用，將上述的催化劑應用于乙烯中脫除乙炔。

技術領域

本發明涉及化工材料技術領域，尤其涉及一種催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

乙烯是有機合成工業中的重要化工原料，經過不同的聚合反應可以生產數以千計的中下游產品，其產量更是被用來衡量一個國家基本石油化工發展水平的標志。現今，工業乙烯的主要來源是石油的熱裂解。石油熱裂解過程中產生的乙烯中往往含有少量乙炔，嚴重影響了后續乙烯聚合催化劑的催化性能。乙炔選擇性加氫轉化乙烯工藝具有經濟、簡單的特性，因而成為目前工業上最常用的脫除乙炔的方法。脫炔效果的好壞是評價選擇催化加氫的催化劑的關鍵，因此如何獲得高效選擇加氫催化劑，受到科研人員的廣泛關注。

目前，負載Pd催化劑應用較廣，普遍認為，負載Pd催化劑表現出較高生成乙烯選擇性的兩個原因：一是熱力學因素，金屬Pd和乙炔的吸附結合強度遠遠大于其與乙烯的結合強度，而且在金屬Pd上乙炔的吸附幾乎為不可逆吸附，即在Pd表面優先吸附乙炔；二是動力學因素，即在乙炔加氫生成乙烯后，削弱了原物種與Pd的結合力，從而使生成的乙烯在深度加氫生成乙烷以前在Pd表面發生脫附而被吸附的乙炔所取代。與其他金屬催化劑(Cu、Ni)相比，負載Pd催化劑具有較好的乙炔加氫催化性能，但是在較高乙炔轉化率或者較高的氫氣分壓條件下，生成乙烯的選擇性依然不高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種催化劑及其制備方法與應用，該催化劑特別適用于乙烯中脫除乙炔，同時具有較高的乙炔轉化率和乙烯選擇性。

為解決上述技術問題，發明采用如下所述的技術方案。一種催化劑的制備方法，包括提供可溶性鈀鹽及Cu-BTC，所述可溶性鈀鹽與Cu-BTC的用量比為(0.01-0.1)mmol：1g；將所述可溶性鈀鹽充分溶解于氨水中得到鈀的氨溶液，向鈀的氨溶液中加入水將pH調節至7-8得到反應溶液；充分混合所述反應溶液與Cu-BTC后得到混合物；將所述混合物進行干燥、焙燒即可得到所需催化劑。

優選地，所述焙燒為在氮氣環境下進行，氣體流量為80-100mL/min；所述焙燒的溫度為400-600℃，并在400-600℃下保持20-40min。

優選地，所述干燥為置于溫度為60-100℃的環境中干燥6-18h。

優選地，在充分混合所述反應溶液與Cu-BTC之前，將Cu-BTC置于溫度為60-100℃的環境中6-18h。

優選地，所述催化劑的制備方法進一步包括Cu-BTC的制備，所述Cu-BTC的制備包括：提供可溶性銅鹽、聚乙烯吡咯烷酮、甲醇以及均苯三甲酸，所述可溶性銅鹽、聚乙烯吡咯烷酮與均苯三甲酸的用量比為(0.005-0.02)mol：1g：(0.8-1.5)g；將可溶性銅鹽、聚乙烯吡咯烷酮溶解于甲醇中得到A溶液；將均苯三甲酸溶解于甲醇中得到B溶液；將B溶液逐滴加入A溶液中，待充分混合后得到溶液C；將溶液C于20-30℃下老化12-36h后得到溶液D，從所述溶液D中即可分離得到所需的Cu-BTC。

一種催化劑，采用上述的催化劑的制備方法制備得到。

優選地，所述催化劑的BET比表面積為100-150m²/g。

優選地，所述催化劑的平均孔徑為10-25nm。