[發明專利]一種氟化催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201711429092.5
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108579725B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 李義濤;胡聿明;唐火強;張宏清;黃永鋒
• 申請（專利權）人: 乳源東陽光氟有限公司
• 主分類號: B01J23/26
• 分類號: B01J23/26;B01J23/86;B01J35/10;B01J37/03;B01J37/08;B01J37/26;B01J37/34;C07C17/20;C07C19/08
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本發明涉及一種氟化催化劑的制備方法，包括：先通過微波反應法制備納米氧化鉻，然后再將納米氧化鉻、鋁鹽和其他金屬鹽進行共沉淀制備氟化催化劑。利用本發明的方法制備得到的氟化催化劑具有比表面積高、穩定性強、活性組分不易流失、壽命長等優點，適合用于氟氯取代氣相氟化反應，尤其適合用于催化R125和R134a產品的制備。

技術領域

本發明涉及一種氟化催化劑的制備方法和應用，具體涉及一種用于鹵代烴與氟化氫的氣相氟化反應的催化劑的制備方法，尤其是用于催化制備R125和R134a的催化劑的制備方法。

背景技術

在氟化工領域，由于氫氟代烴(HFCs)的臭氧消耗潛能值(ODP)為0，全球變暖潛能值(GWP)較小，制冷性能與氟氯烴(CFCs)相似，是CFCs的理想替代物，被廣泛應用于大型商業制冷劑、發泡劑、滅火劑等，如制冷劑R125和R134a。

氣相氟氯交換反應是選擇性的合成含氟化合物的關鍵反應，由于其簡便易行、經濟實用，具有污染少易操作等優點，己經廣泛應用于氫氟烴的工業生產過程中。其中，氣相氟化催化劑是生產氟代烴((HFCs)的工藝路線中的核心，高效的氟化催化劑能很好解決目標產物選擇性低的問題，從而在很大程度上提高目標產物的收率。現有的氟化催化劑制備方法主要包括浸漬法、共混法、沉淀法和熱分解法。通過上述方法首先得到形態為氧化物的前驅體，所述前驅體再通過氟化氫進行活化，得到鉻基催化劑。催化劑的比表面積對催化活性具有重大影響，比表面積越大，相應的氟化活性位點也越多，也更有利于氟化反應過程的進行。但是，所述前驅體在活化放熱過程中，會使得催化劑的孔結構、晶相發生巨大變化，導致催化劑的比表面積大幅度減小；另外在實際催化過程中，由于反應是在高溫下進行，反應物會發生結碳現象，堵塞孔道，覆蓋在催化劑表面，也會導致催化劑的活性表面積下降，從而導致催化劑失活和使用壽命縮短，最終使得產物的收率下降。因此，制備一種具有高比表面積的催化劑是解決催化劑活性低、使用壽命短的關鍵。

中國專利CN101417816A公開了一種高比表面積的鉻系氟化催化劑前驅體氧化鉻的制備方法，該方法通過將有機添加物溶解在可溶性鉻鹽溶液中，再用沉淀劑沉淀制得氟化催化劑Cr₂O₃·nH₂O(0n3)，雖然該方法有效提高了Cr₂O₃·nH₂O(0n3)的比表面積，且制備過程簡單易操作，實驗重現性好，但合成的鉻系催化劑的比表面積仍然較低，且該專利中沒有公開該催化劑孔結構的相關參數，也沒有公開該催化劑在催化制備氫氟烴方面的催化性能參數。中國專利CN103143344B公開了一種高比表鉻基氟化催化劑及其制備方法，該專利通過在制備過程中向含有第一活性成分的鉻基和第二活性成分的其它金屬離子的溶液中加入聚乙二醇與離子液體復配形成的有機復合劑來制備鉻基氟化催化劑。雖然該催化劑比表面積明顯增大，但該專利沒有公開催化劑孔結構的相關參數，也未提及該催化劑孔結構對氟化催化反應的影響。

因此，目前仍需開發一種能夠得到高比表面積、高催化活性、長使用壽命的氟化催化劑的制備方法。

發明內容

針對現有技術中氟化催化劑的比表面較小、活性較低、使用壽命較短等問題，本發明提供一種制備氟化催化劑的新方法，先通過微波反應法制備出具有高比表面積的納米氧化鉻活性組分，然后經沉淀、活化之后得到氟化催化劑。所述氟化催化劑具有比表面積高、穩定性強、活性組分不易流失、壽命長等優點，適合應用于氟氯取代氣相氟化反應，尤其適合催化R125和R134a產品的制備。

為達上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一方面，本發明提供一種氟化催化劑的制備方法，包括以下步驟：

1)納米氧化鉻的制備

將Cr源和還原劑在水中溶解，調節pH值后置于微波反應器中反應，得到納米氧化鉻；

2)氟化催化劑前軀體的制備