[發明專利]一種活性炭上原位合成層狀介孔磷酸鋯改性銅基乙炔氫氯化催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010530850.8
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111672525A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 姚煒;黃文學;許平;于霖容
• 申請（專利權）人: 美瀾催化材料科技（大連）有限公司
• 主分類號: B01J27/18
• 分類號: B01J27/18;B01J37/02;C07C17/08;C07C21/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

本發明公開了一種活性炭上原位合成層狀介孔磷酸鋯改性銅基乙炔氫氯化催化劑及其制備方法，屬于無汞非貴金屬催化劑研制領域。本發明的催化劑以活性炭為載體，經原位合成介孔磷酸鋯改性后負載銅鹽再經烘干制得。所述催化劑的質量百分比組成為5％～50％的銅鹽，0.1％～20％的介孔磷酸鋯，余下部分為活性炭載體。本發明所制備的催化劑中介孔磷酸鋯孔徑控制在1.5～50nm。

技術領域

本發明屬于無汞非貴金屬催化劑研制領域，具體涉及一種活性炭上原位合成層狀介孔磷酸鋯改性銅基乙炔氫氯化催化劑及其制備方法。

背景技術

PVC是世界五大聚合物之一。由于我國的資源結構特點，多采用電石為原料生產PVC。目前該工藝不可避免地使用劇毒氯化汞作為催化劑，由于汞的流失，對環境和人類健康造成巨大的危害。

目前無汞催化劑的研制主要集中在以金為主的貴金屬和非貴金屬等催化體系。金催化劑體系有催化性能穩定、壽命長和選擇性高等優點，但價格昂貴、運行成本高和不適用水冷熱交換系統等缺點，工業應用存在較大的障礙。非貴金屬催化劑體系具有成本低、對現有工藝改動小、選擇性高等優點，雖然最初研制的催化劑壽命較短，但經不斷優化，壽命已有大幅度提高。

申請號201910451132.9公開了一種乙炔氫氯化合成氯乙烯無汞催化劑的制備方法。該催化劑包括載體及三元活性組分。三元活性組分分別為：A組分為氯金酸，B組分為氯化釕，C組分為氯化銅。該催化劑具有活性高、選擇性好、壽命長和價格相對低的優點。申請號201910760660.2公開了一種用于乙炔氫氯化反應的復合載體催化劑及其應用。該催化劑由納米級無機氧化物二氧化鈰、二氧化鋯、二氧化鈦和三氧化二鑭沉積在活性炭上，在將金或釕，或金、釕與鈷、銅的組合負載到納米級無機材料改性的活性炭上，而制成催化劑。該催化劑可長時間保持乙炔轉化率97％以上，氯乙烯選擇性99.5％以上。申請號201910933364.8公開了一種三價銅催化劑及其制備方法與乙炔氫氯化反應的應用。該催化劑是將含氮雜環化合物與銅鹽加入到三氯甲烷溶液中混合得到含二價銅化合物的混合液A；向混合液A中加入離子液體，在氧化劑的作用下得到含三價銅化合物的混合液B；再將多孔固體載體浸漬于B中，經干燥后得到催化劑。該催化劑提高了催化劑的穩定性和活性，并降低了生產成本。

以上專利普遍存在催化劑昂貴、制備過程需要有機溶劑等不足。

發明內容

本發明提供了一種活性炭上原位合成層狀介孔磷酸鋯改性銅基乙炔氫氯化催化劑及其制備方法。將其原位合成在活性炭上，有效地間隔并控制銅鹽晶粒大小，緩解晶粒團聚，從而提高催化劑性能，該層狀介孔磷酸鋯可有效間隔銅鹽晶粒，抑制晶粒生長，提高催化劑的穩定性。具有多功能層狀介孔功能、能耐較強酸堿、比表面積較大、環境友好的綠色催化劑或載體等特點。

本發明通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種活性炭上原位合成層狀介孔磷酸鋯改性銅基乙炔氫氯化催化劑，所述催化劑由以下質量百分比的原料組成：5％～50％銅鹽活性組分，0.1％～20％介孔磷酸鋯改性劑，余下為活性炭載體。

進一步地，上述技術方案中，所述介孔磷酸鋯改性劑的孔徑為1.5～50nm。

進一步地，上述技術方案中，介孔磷酸鋯中鋯鹽為氧氯化鋯、碳酸鋯和硫酸氧鋯的一種、兩種或兩種以上，磷酸根的前驅體為磷酸、磷酸銨鹽、磷酸鈉鹽、磷酸鉀鹽的一種、兩種或兩種以上。

進一步地，上述技術方案中，介孔磷酸鋯晶型為α、γ、τ三種結構類型的一種、兩種或兩種以上。

進一步地，上述技術方案中，所述銅鹽活性組分為氯化銅、氯化亞銅、焦磷酸銅、磷酸銅、甲基磺酸銅、草酸銅和硫酸銅的一種、兩種或兩種以上。

進一步地，上述技術方案中，所述活性炭載體為煤質活性炭、椰殼活性炭或木質活性炭的一種、兩種或兩種以上。