[發(fā)明專利]一種硫酸氟鋁催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113385201B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓文鋒;魏一凡;黃云帆;王羽;孫藝偉;劉力嘉;韋小麗;賈忠盛;劉兵
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J27/125
• 分類號: B01J27/125;C07C17/25;C07C21/18;C01F7/52;C01F7/786
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

本發(fā)明公開了一種硫酸氟鋁催化劑及其制備方法和應(yīng)用，具體制備方法為氟源和鋁源采用簡單的水熱法，球磨法和固相研磨法等方法制備出AlFSO₄催化劑，所述的鋁源為Al₂(SO₄)₃·18H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O、Al(OH)₃、草酸鋁和擬薄水鋁石中的一種，氟源為氟硼酸銨、氟化氫溶液、氟硼酸鉀、氟化銨、CHFCl₂、CHClF₂、PVDF和PVF中的一種。本發(fā)明的制備方法簡單，制備得到的催化劑具有制備周期短，收率、轉(zhuǎn)化率高且操作簡單的特點，同時屬于環(huán)境友好型材料，制備出的催化劑在含氟烷烴氣相脫HF制備含氟烯烴反應(yīng)中顯示出了極高的催化活性與穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫酸氟鋁催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，全球氣候變暖已成為全社會共同面對的問題，并且引起了人們的關(guān)注。氫氟碳化物（HFCs）具有較高的全球變暖潛力（GWP），例如：1,1,1,2-四氟乙烷（HFC-134a）為1300，1,1-二氟乙烷（HFC-152a）為148。目前對于氫氟碳化物的處理主要有兩種：一種是消除處理法，另一種為資源化轉(zhuǎn)化法。由于消除處理法所需能耗高，副產(chǎn)物多，并且浪費寶貴的F資源，所以不符合綠色化學(xué)的理念。在催化劑的作用下，資源轉(zhuǎn)化法可在較低的反應(yīng)溫度，將HFCs轉(zhuǎn)化為更高附加值的產(chǎn)品。其中，通過HFCs脫HF制備氫氟烯烴（HFOs）是目前最具前景的轉(zhuǎn)化線路。

Lewis酸催化劑是常用的HFCs脫HF反應(yīng)催化劑。常見的Lewis酸催化劑主要包括Mg基、Cr基和Al基催化劑。Mg基催化劑酸性較弱，催化劑活性低，且易在高溫段燒結(jié)；Cr基催化劑盡管具備強Lewis酸強度，高催化活性，但Cr屬于重金屬元素，過度使用會對環(huán)境造成破環(huán)；目前Al基催化劑兼具高活性和高性價比的優(yōu)點，是應(yīng)用最廣泛的催化劑。Al基催化劑主要為AlF₃和氟化的Al₂O₃。通常AlF₃催化劑存在大量的F缺陷，形成酸性較強的Lewis酸位點，是使用廣泛的Lewis酸催化劑，但是，在反應(yīng)過程中過強的Lewis酸容易發(fā)生積碳，從而導(dǎo)致催化劑失活，而Al₂O₃在脫HF反應(yīng)中易被氟化成AlF₃，同樣存在穩(wěn)定性差的問題，因此，尋找一種新型Al基催化劑刻不容緩。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有鋁基催化劑有酸性較強的Lewis酸位點的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有適宜的Lewis酸性位點的硫酸氟鋁催化劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明通過采用簡單的水熱法，球磨法和固相研磨法等方法制備出AlFSO₄催化劑，相較于AlF₃催化劑，AlFSO₄催化劑具有適宜的Lewis酸性，并且其穩(wěn)定性優(yōu)于MgF₂和AlF₃催化劑，在HFCs脫HF反應(yīng)中具有極高的催化活性。

為達到上述目的，提出以下技術(shù)方案：

一種硫酸氟鋁催化劑的制備方法，氟源和鋁源在一定的條件下反應(yīng)生成硫酸氟鋁催化劑，所述的鋁源Al₂(SO₄)₃·18H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O、Al(OH)₃、草酸鋁和擬薄水鋁石中的一種，氟源為氟硼酸銨、氟化氫溶液、氟硼酸鉀、氟化銨、CHFCl₂、CHClF₂、PVDF和PVF中的一種。