[發(fā)明專利]一種乙醇脫氫制備乙醛催化劑的制備方法與應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010765755.6
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN114054079A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐紀(jì)峰;鄭明遠(yuǎn);姜宇;趙宇;張濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: B01J29/76
• 分類號: B01J29/76;B01J29/14;B01J29/035;B01J35/10;C07C45/29;C07C47/07
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 張玉瑩;毛薇

1.一種銅基催化劑的制備方法，其特征在于，所述催化劑通過蒸氨法制備，所述蒸氨法包括如下步驟：

(1)將銅鹽溶于水中，攪拌，得到銅鹽溶液；

(2)將氨水加入所述銅鹽溶液中，攪拌，得到銅氨溶液；

(3)將載體加入到所述銅氨溶液中，在10-60℃下攪拌1-10h，然后升高溫度到70-100℃，蒸發(fā)氨溶液，直到溶液pH小于8，得到催化劑前體；

(4)將所述催化劑前體過濾、洗滌、干燥，然后在300-700℃下焙燒，焙燒后在200-600℃下還原，得到所述催化劑；

所述氨水與銅鹽的摩爾比為100∶1-2∶1；

所述載體為脫鋁分子篩、純硅分子篩、結(jié)晶二氧化硅中的至少一種。

2.一種銅基催化劑的制備方法，其特征在于，所述方法為：通過離子交換法將活性組分負(fù)載于載體上；所述活性組分為銅；所述載體為脫鋁分子篩、純硅分子篩、結(jié)晶二氧化硅中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述離子交換法包括以下步驟：

(1)將銅鹽溶解在醇溶液中，攪拌，得到銅鹽溶液；

(2)將載體加入所述銅鹽溶液中，在氣體保護(hù)中于20-100℃下攪拌1-24h，過濾、醇洗、干燥，得到催化劑前體；

(3)將所述催化劑前體在300-700℃下焙燒，然后在200-600℃下還原，得到所述催化劑；

所述醇為乙醇、異丙醇、丁醇中的至少一種；所述保護(hù)氣為氮?dú)狻鍤狻⒑庵械闹辽僖环N。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：所述脫鋁分子篩通過硅鋁比大于20的分子篩在20-100℃下經(jīng)過10-66％硝酸處理2-100h后得到，所述硅鋁比大于20的分子篩為ZSM-5、Hβ、X型、Y型分子篩中的一種或多種；所述純硅分子篩為SBA-15、MCM-41、MCM-48、Silicalite-1中的至少一種；所述結(jié)晶二氧化硅為結(jié)晶度高于60％的二氧化硅。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的制備方法，其特征在于，所述銅鹽為硝酸銅、氯化銅、醋酸銅中的至少一種；所述還原氣氛為氫氣、甲烷或混合氣，所述混合氣指的是氫氣、甲烷中的一種與氮?dú)狻鍤狻⒑庵兄辽僖环N的混合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述銅基催化劑中，銅含量為1wt％-30wt％；所述載體中鋁含量低于1wt％；所述活性組分銅包括一價(jià)銅和二價(jià)銅；所述一價(jià)銅含量大于10％，二價(jià)銅含量大于20％。

7.一種銅基催化劑，其特征在于，所述銅基催化劑通過權(quán)利要求1或2所述的方法制備。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的銅基催化劑，其特征在于：所述銅基催化劑至少具有介孔結(jié)構(gòu)。

9.一種權(quán)利要求7所述的銅基催化劑的應(yīng)用，其特征在于，所述催化劑用于催化乙醇脫氫制備乙醛的反應(yīng)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于：所述反應(yīng)采用固定床作為反應(yīng)器，所述反應(yīng)步驟為：

(1)將所述銅基催化劑填充在固定床的中間，在氫氣、甲烷或混合氣下對所述銅基催化劑進(jìn)行還原，還原溫度為200-400℃；

(2)還原后，降至反應(yīng)溫度，通入氮?dú)猓萌胍掖既芤海M(jìn)行反應(yīng)；

所述反應(yīng)過程中，反應(yīng)壓力為0.1-1MPa，反應(yīng)溫度為120-350℃；催化反應(yīng)的質(zhì)量空速為0.1-20h^-1；所述氮?dú)馀c乙醇的流速比例為1000∶1-1∶1；所述混合氣指的是氫氣、甲烷中的一種與氮?dú)狻鍤狻⒑庵兄辽僖环N的混合。