[發明專利]一種層狀多金屬氟化物催化劑的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202010175385.0
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111408388B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 韓文鋒;劉兵;唐浩東;李瑛
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01J27/138
• 分類號: B01J27/138;B01J27/128;B01J35/10;B01J37/26;B01J37/08;C07C17/25;C07C21/18;C01B9/08;C01F7/00;C01G53/00;C01G37/00;C01G49/00;C01F17/36
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

本發明公開了一種層狀多金屬氟化物催化劑的制備方法及其應用。所述層狀金屬氟化物催化劑的制備方法為：將多種金屬硝酸鹽在堿性條件下晶化得到層狀多金屬氫氧化物，將層狀多金屬氫氧化物至于特殊條件下經煅燒處理，即得到層狀多金屬氟化物催化劑。本發明中的層狀多金屬氟化物中每個金屬組分達到層狀均勻分散，因此具有強抗燒結、強抗積碳的特點，以其獨特的結構特點在氣相脫氟化氫領域展現出良好的催化活性。

技術領域

本發明屬于一種層狀多金屬復合催化劑的制備方法，特別涉及一種層狀多金屬氟化物催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

層狀雙金屬氫氧化物（水滑石，LDH）是一類具有類似水鎂石Mg(OH)₂狀結構的新型無機功能材料，其化學通式為[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+(A^n-)_x/n·yH2O，其中，M²⁺和M³⁺為層板金屬陽離子，被OH^-包圍形成八面體晶胞單元，其通過邊-邊共享形成主體層板，其中M²⁺可以是 Zn²⁺、Mg²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺等二價金屬離子；M³⁺可以是 Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Y³⁺、Zr⁴⁺等三價金屬離子；因此，金屬陽離子均勻有序分散，在層板表面形成有豐富的羥基陣列結構。層狀多金屬氫氧化物（類水滑石）層板可以由三種及三種以上的二價和三價金屬氫氧化物組成，可通過合理調控制備不同金屬的多元水石。

含氟烷烴脫HF制備含氟烯烴最有效的的法為高溫氣相裂解法，其中固體L酸性位被認為是含氟烷烴裂解脫HF反應的活性中心。鉻、鎂、鋁的氟化物是一種常見的固體酸材料，可以很有效的作為催化劑或催化劑載體應來用于氟氯交換、脫氯化氫、脫氟化氫反應等多種反應體系。但由于單組分的鉻、鎂、鋁體系催化劑在催化反應中容易產生積碳和燒結等問題，從而導致催化劑失活，影響催化劑壽命。其中積碳失活主要是因為催化劑的整體酸結構沒有進行有效的調控。

發明內容

針對現有技術存在的上述技術問題，本發明的目的在于提供一種層狀多金屬復合催化劑及其制備方法，并首次提出其在含氟烷烴氣相脫HF上的應用。其中催化劑的制備方法簡單，具有良好工業應用前景。

所述的一種層狀多金屬氟化物催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1）在堿性物質存在下，多種金屬硝酸鹽發生晶化反應一定的時間，制得層狀多金屬氫氧化物；

2）將步驟1）所得的層狀多金屬氫氧化物與固體氟源按照一定的質量比機械混合后，放入馬弗爐中，以速率為2℃/min升溫至350~550℃，恒溫煅燒處理3~6h，得到層狀多金屬氟化物催化劑；

3）或將步驟1）所得的層狀多金屬氫氧化物置于管式爐，于特殊氣氛下以速率為2℃/min升溫至350~550℃恒溫煅燒3-6h，得到層狀多金屬氧化物；再將層狀多金屬氧化物于氮氣與氟化氫混合氣氛下，先于300℃下恒溫處理2-4h，再于350℃下恒溫處理1-3h，得到層狀多金屬氟化物催化劑。

所述的一種層狀多金屬氟化物催化劑的制備方法，其特征在于步驟1）中的堿性物質為NaOH與Na₂CO₃混合物、尿素或(NH₄)₂CO₃中的一種；所述金屬硝酸鹽中的金屬為Cr、Mg、Al、Ni、Co、Fe、Zn、Zr、Y中的兩種或兩種以上混合物。