[發明專利]一種高能機械球磨SiC路易斯酸催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010175397.3
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111229274B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 韓文鋒;陸佳勤;楊虹;劉兵;劉永南;俞威;李西良;唐浩東;李瑛
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01J27/224
• 分類號: B01J27/224;B01J37/00;C07C17/25;C07C21/18
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

本發明公開了一種高能機械球磨SiC路易斯酸催化劑及其制備方法及其制備方法和應用，所述高能機械球磨SiC路易斯酸催化劑的制備包括以下步驟：將SiC置于烘箱中干燥后，稱取一定質量的SiC置于球磨罐中，按比例加入相對應大小配套的磨球，在設定的球磨條件下置于球磨機中高能機械球磨，制得高能機械球磨SiC路易斯酸催化劑，所述球磨條件包括球磨時間、球磨轉速、球磨罐與磨球的材質、SiC原料與磨球的質量比中的至少一種。本發明所制備的催化劑為一種高能機械球磨制備SiC路易斯酸催化劑，在含氟烷烴脫氟化氫制備含氟烯烴反應中具有良好的催化活性和穩定性。

技術領域

本發明涉及一種利用高能機械球磨制備路易斯酸催化劑的方法及其應用。

背景技術

機械化學處理（MCT）法是在球磨機中操作的一種無害化處理工藝，被認為是一種很有前途的通過高能機械球磨處理的非燃燒方法。這種方法消耗的能量少，產生的有害副產品最少，因此該方法在本實驗中被采用。

碳化硅（SiC）是一種帶隙小、電子轉移率高的共價鍵性極強半導體化合物，半導體的價電子能被光、電或熱激活，并能躍遷到傳導帶形成自由電子。同時，它具有耐腐蝕、耐高溫、抗氧化、耐磨、機械強度高，導熱系數高、熱導率高，熱膨脹系數小等優良特性，在催化反應過程中可以有效地傳遞反應熱。即使在嚴酷條件下仍可以保持很好的化學穩定性，因此它是一種可重復利用的催化劑材料，備受關注。碳化硅作為一種結構材料被廣泛應用于各個領域，包括磨料、制備高級耐火材料和功能陶瓷等。

Mg、Al、Cr基催化劑如氧化鎂（MgO）、氟化鎂（MgF₂）、氧化鋁（Al₂O₃）、氟化鋁（AlF₃）、氧化鉻（Cr₂O₃）、氟化鉻（CrF₃）或任何包含其它的金屬及金屬氧化物或金屬鹵化物是常見的含氟烷烴脫氟化氫制備含氟烯烴反應的Lewis酸催化劑。但這些催化劑在催化反應過程中很容易積碳、燒結，從而使催化劑失活。氣相催化脫氟化氫工藝在高能機械球磨SiC路易斯酸催化劑的作用下，在一定的溫度條件下具有良好的含氟烷烴脫氟化氫制備含氟烯烴催化反應性能，通常情況下可以得到較高的產品收率，并且反應溫度與熱解工藝相比大大降低，與液相脫氟化氫工藝相比三廢量大大減少，因此相對而言采用氣相催化脫氟化氫工藝更適用于工業化放大生產。然而，含氟烷烴中的C-F鍵能極高（450 KJ/mol以上，是鍵能最高的化學鍵之一）。因此，在含氟烷烴脫氟化氫制備含氟烯烴反應中，吸熱量極高，催化劑的導熱性直接影響催化反應性能。而SiC作為催化劑在催化反應過程中可以有效地傳遞反應熱。

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高能機械球磨SiC路易斯酸催化劑的制備方法及其應用，本發明制備高能機械球磨SiC路易斯酸催化劑的方法條件溫和，制備周期短，且綠色環保。本發明所制備的催化劑為一種高能機械球磨SiC路易斯酸催化劑。本發明方法合成的催化劑含氟烷烴脫氟化氫制備含氟烯烴反應中具有良好的催化活性和穩定性。

所述的一種高能機械球磨SiC路易斯酸催化劑的制備方法，其特征在于先將SiC置于烘箱中干燥，再將烘干后的SiC置于球磨罐中，按比例加入相對應大小配套的磨球，置于球磨機中在設定的球磨條件下高能機械球磨，得到高能機械球磨SiC路易斯酸催化劑。

所述的高能機械球磨SiC路易斯酸催化劑的制備方法，其特征在于SiC為微米或納米級的SiC。

所述的高能機械球磨SiC路易斯酸催化劑的制備方法，其特征在于SiC置于烘箱中于110-130℃干燥10-14h，優選為 120℃干燥12h。

所述的高能機械球磨SiC路易斯酸催化劑的制備方法，其特征在于SiC原料與磨球的質量比為1：5-20，優選為1：10。