[發(fā)明專利]一種固體催化劑表面羥基屏蔽和表面改性的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210515167.6
• 申請(qǐng)日: 2022-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN114797993B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔曉靜;鄧天昇;牛宇嵐;張郃;王慧芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原工業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J33/00
• 分類號(hào): B01J33/00;B01J23/72;B01J23/80;B01J23/889;B01J29/40;B01J29/44
• 代理公司: 太原申立德知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 王芳

本發(fā)明屬于催化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固體催化劑表面羥基屏蔽和表面改性的方法，針對(duì)現(xiàn)有固體催化劑硅烷化處理方法存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出多步驟的組合硅烷化改性處理，先用尺寸大的硅烷化試劑分子進(jìn)行硅烷化處理，使固體催化劑表面具有強(qiáng)疏水性；再用尺寸小的硅烷化試劑分子進(jìn)行硅烷化處理，充分屏蔽固體催化劑的表面羥基，有效抑制副反應(yīng)的發(fā)生。本發(fā)明的經(jīng)不同類型硅烷化試劑改性后的固體催化劑，表面羥基屏蔽充分，表面疏水性強(qiáng)，在用于費(fèi)托合成反應(yīng)時(shí)、二氧化碳和/或一氧化碳加氫制甲醇等反應(yīng)時(shí)，能有效抑制副產(chǎn)物的選擇性。本發(fā)明具有高效、工藝操作簡(jiǎn)單、適用的固體催化劑范圍大等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固體催化劑表面羥基屏蔽和表面改性的方法。

背景技術(shù)

固體催化劑如固體酸、固體堿、金屬催化劑、金屬氧化物催化劑等，廣泛應(yīng)用于涉及加氫、氧化、脫氫、脫水等反應(yīng)過(guò)程中。固體催化劑的反應(yīng)性能，如反應(yīng)活性和產(chǎn)物選擇性，往往取決于其表面活性位的組成和結(jié)構(gòu)。不同于均相催化劑體系，固體催化劑表面組成復(fù)雜，存在多種類型的活性位點(diǎn)。由于固體催化劑通常是在含水或者含氧的有機(jī)溶劑中，通過(guò)沉淀法、浸漬法或溶膠-凝膠法等制備而得，這往往導(dǎo)致其表面存在羥基。例如，固體酸中的分子篩催化劑，其表面存在硅羥基(Si-OH)和鋁羥基(Al-OH)；工業(yè)甲醇合成Cu/ZnO/Al₂O₃催化劑表面存在多種羥基：銅表面的羥基(Cu-OH)、ZnO表面的羥基(Zn-OH)、Al₂O₃表面的羥基(Al-OH)和摻雜石墨碳表面的羥基(C-OH)。

此外，真實(shí)固體催化劑的表面是凸凹不平的，存在臺(tái)階、邊、棱、角等配位不飽和的位點(diǎn)，這些位點(diǎn)為了達(dá)到穩(wěn)定的飽和配位狀態(tài)，具有較強(qiáng)的吸附活化小分子的能力。在固體催化劑的預(yù)處理和反應(yīng)過(guò)程中往往會(huì)存在水分子，水分子體積小、擴(kuò)散快，其分子中的氧原子易于強(qiáng)吸附于固體催化劑表面配位不飽和的位點(diǎn)，從而形成新的表面羥基。如Au/α-MoC催化劑在催化水煤氣反應(yīng)(CO+H₂O→CO₂+H₂)時(shí)，水分子會(huì)吸附在α-MoC載體上，經(jīng)活化形成表面羥基(S.Yao,et al.,Science,2017,357,389-393)。