[發明專利]一種非汞催化劑納米材料的制備方法

有效

• 申請號: 202010714000.3
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111804315B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 王琪;武春雷
• 申請（專利權）人: 天津大沽化工股份有限公司
• 主分類號: B01J27/138
• 分類號: B01J27/138;B01J35/08;B01J35/10;C07C17/08;C07C21/06
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

本發明公開了一種非汞催化劑納米材料的制備方法，屬于納米催化劑合成領域。制備方法分為三個步驟，首先使用普朗尼克制備二氧化硅模板材料，隨后用二氧化硅模板為硬模板并以蔗糖作為碳前體通過煅燒洗滌過程獲得中孔碳。最后將中孔碳浸漬到配置的以氯化銅、氯化錫、氯化鋅和氯化鑭為活性組分的溶液中，烘干得到催化劑。所得催化劑具有中孔結構和較大的比表面積，載體中金屬的分散效果更好，金屬鹽利用率高，成本合理。將該催化劑應用于乙炔氫氯化制備氯乙烯的反應中，具有良好的催化活性和選擇性。

技術領域

本發明屬于納米催化劑合成領域，具體涉及一種用于乙炔氫氯化反應制備氯乙烯的非汞催化劑的制備方法。

背景技術

聚氯乙烯(PVC)在建材、國防、工業生產等多個領域具有十分廣泛的用途，其合成的樹脂作為五大熱塑性合成樹脂之一，聚氯乙烯的合成原料離不開氯乙烯，基于我國煤資源比較豐富的現狀，乙炔法制氯乙烯仍然占據主導地位。這種方法流程簡單，轉化率高達95-99％，但氯化汞作為催化劑的大量使用，導致了汞資源的資源短缺，而且汞作為劇毒物質，會使環境遭受極大破壞，威脅人類的健康。因此，非汞催化劑的開發對行業可持續發展具有很重要的意義。

經過多年的努力，更多新型的具有良好催化性質的非汞催化劑不斷被研究并開發了出來，經過眾多試驗，研究工作者發現以Au為代表的貴金屬催化劑以及Cu、Sn、Ni和C－N等材料為代表的非金屬催化劑催化性能都很突出，有很大的開發潛力。在工業化開發的過程中，使用的活性炭載體對材料有限的負載以及吸附能力在一定程度上限制了材料的催化性能。近五年，近五年，Chao S和LiX課題組利用ZIF-8為前驅體，得到了摻氮碳材料用作高性能的乙炔氫氯化催化劑^[1-2]，均得到了比較高的乙炔的轉化率，但材料中大量的微孔(2nm)容易在循環后被堵塞，導致材料比表面積減小，進而失活。因此，經過分析，具有更大孔徑的介孔碳(孔徑范圍2至50nm)是更適合的載體材料，有序介孔碳具有較高的表面積，較大的孔體積和特定的機械和化學性質，可以對催化劑進行有效吸附，減少金屬鹽的使用，增加催化劑在載體中的均勻分散。

參考文獻：

[1]Chao S，et al.Sci Rep，2017，7:39 789–39 796.

[2]Li X，et al.Journal of Materials Science，2018，53(7):4913–4926.

發明內容

本發明的目的是針對背景技術中存在的不足，提供了一種用于乙炔氫氯化反應制備氯乙烯的非汞催化劑的制備方法。其制備工藝簡單，環保，成本較低。解決了現有制備方法中載體催化劑吸附效率低的問題，且所制備的催化材料具有比較高的催化性能以及比較高的穩定性。

本發明的技術方案如下：

一種非汞催化劑納米材料的制備方法，所得粒子為有序多孔球體，粒徑200～400納米，通過以下步驟制得：

a.首先制備二氧化硅模板材料

在常溫下，將40g普朗尼克P123(EO₂₀PO₇₀EO₂₀，)溶解在80ml鹽酸(37％)與1.4L蒸餾水的混合物中。然后在連續攪拌下向混合物中加入50ml 1-丁醇，滴加結束后，混合物繼續攪拌一個小時。最后，滴加90ml作為硅源的原硅酸四乙酯繼續攪拌24小時，水熱處理24小時。在隨后的步驟中，將產物濾出常溫下干燥24小時，通過在600℃下煅燒除去模板。