[發(fā)明專(zhuān)利]一種氧化銅復(fù)合催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110935288.1
• 申請(qǐng)日: 2021-08-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113634259B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇發(fā)兵;趙龍飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/835
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/835;B01J27/18;C07F7/16
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉二艷

本發(fā)明提供一種氧化銅復(fù)合催化劑，所述復(fù)合催化劑包括氧化銅、錫以及磷。所述制備方法包括：將氧化銅與含錫助劑以及含磷助劑混合，得到混合材料；所述混合材料經(jīng)球磨后得到所述復(fù)合催化劑。所述氧化銅復(fù)合催化劑在有機(jī)硅單體二甲基二氯硅烷合成過(guò)程中具有優(yōu)異的催化效果，所述制備方法有效避免了工業(yè)上使用的三元銅催化劑生產(chǎn)過(guò)程中存在的諸多問(wèn)題，操作簡(jiǎn)單、效率高、無(wú)污染、生產(chǎn)能耗低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合催化劑，尤其涉及一種氧化銅復(fù)合催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

甲基氯硅烷是制備有機(jī)硅材料最重要的有機(jī)硅單體。其中，以二甲基二氯硅烷[(CH₃)₂SiCl₂，簡(jiǎn)稱(chēng)M2]的需求量最大，約占有機(jī)硅行業(yè)單體產(chǎn)量的90％。目前工業(yè)上生產(chǎn)甲基氯硅烷主要采用“直接法”(Rochow反應(yīng))，即硅粉(Si)和氯甲烷(MeCl)在銅基主催化劑和少量助劑作用下直接反應(yīng)合成甲基氯硅烷。該方法原料易得，工序簡(jiǎn)單，但由于副反應(yīng)眾多，產(chǎn)品組分復(fù)雜。因此，如何提高M(jìn)2的產(chǎn)率和選擇性一直是有機(jī)硅行業(yè)的研究熱點(diǎn)。

銅系催化劑是“直接法”合成甲基氯硅烷的經(jīng)典催化劑。工業(yè)上最初使用的催化劑為電解銅粉，但其比表面積較小催化活性較差已被替換；后期開(kāi)發(fā)的氯化亞銅自身穩(wěn)定性較差，因此也逐漸被淘汰。目前生產(chǎn)中使用最多的是上世紀(jì)70年代美國(guó)Smith CoronaMarchant(SCM)公司開(kāi)發(fā)的三元銅催化劑Cu-Cu₂O-CuO，此催化劑擁有活性高、選擇性好、誘導(dǎo)期短和易于儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)。

近幾年國(guó)內(nèi)對(duì)三元銅催化劑制備進(jìn)行了大量研究。CN1072870A、CN101811057A、CN102671660A、CN1008423B、CN102441382A、CN103599782B、CN103127937A等專(zhuān)利公開(kāi)了不同方法制備三元銅催化劑(Cu-Cu₂O-CuO)的方法。

目前市場(chǎng)上主要是采用銅粉部分氧化進(jìn)行球磨來(lái)制備三元銅催化劑，此制備方法原料易得，便于大規(guī)模生產(chǎn)。然而，在實(shí)際銅粉部分氧化制備三元銅催化劑過(guò)程中，采用回轉(zhuǎn)爐、流化床、平板爐等加熱部分氧化裝置，常存在銅粉易燒結(jié)結(jié)塊、燒結(jié)粘結(jié)在加熱壁面(沾壁)、氧化不均勻、效率低和能耗高等問(wèn)題，致使三元銅催化劑組分難以調(diào)控、粒度分布不均勻，影響三元銅催化劑的性能。近年來(lái)，雖然對(duì)工藝過(guò)程和設(shè)備進(jìn)行了不同的改進(jìn)，但上述問(wèn)題仍然不能完全解決。因此，開(kāi)發(fā)操作簡(jiǎn)單、過(guò)程可控、成本低并且具有高活性、高選擇性的銅催化劑制備方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種氧化銅復(fù)合催化劑及其制備方法和應(yīng)用，所述氧化銅復(fù)合催化劑在有機(jī)硅單體二甲基二氯硅烷合成過(guò)程中具有優(yōu)異的催化效果，所述制備方法有效避免了工業(yè)上使用的三元銅催化劑生產(chǎn)過(guò)程中存在的諸多問(wèn)題，操作簡(jiǎn)單、效率高、無(wú)污染、生產(chǎn)能耗低。

為達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明目的之一在于提供一種氧化銅復(fù)合催化劑，所述復(fù)合催化劑包括氧化銅、錫以及磷。

本發(fā)明中，所述復(fù)合催化劑以氧化銅為主體，由于錫和磷的引入，容易使助劑與氧化銅顆粒緊密結(jié)合，并在氧化銅與助劑之間產(chǎn)生固相反應(yīng)形成活性異質(zhì)結(jié)，在氧化銅表面產(chǎn)生大量缺陷，形成豐富的活性位，促進(jìn)主催化劑和助催化劑的協(xié)同作用，提高反應(yīng)主產(chǎn)物的選擇性和硅粉的轉(zhuǎn)化率。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述復(fù)合催化劑中錫與所述氧化銅的質(zhì)量比為50～500ppm，如100ppm、150ppm、200ppm、250ppm、300ppm、350ppm、400ppm或450ppm等，但并僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。