专利名称：一种高分散分子筛担载过渡金属氧化物催化剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及分子筛担载的过渡金属氧化物催化剂，特别提供了一种高分散分子筛担载过渡金属氧化物的微波处理方法。
过渡金属离子修饰的分子筛催化剂体系是当前多相催化剂研究的热点。通过过渡金属离子催化性能和分子筛酸碱性及其孔道择形性的组合，可以有效地调控催化性能，为多相催化剂的研制开拓极为广阔的空间。人们已经提出了有关过渡金属离子修饰的多种方法，通常采用的典型方法有在分子筛合成过程中引入过渡金属离子的杂原子分子筛催化剂合成法；离子交换法；浸渍法和固相反应法等等。
固相反应法是基于金属盐类和／或氧化物在高比表面载体上自发分散的原理来制备的，但由于受金属离子迁移等因素的影响，用常规加热来引发固相反应所需要的加热温度比较高，反应时间通常很长，因此金属组分在分子筛内外表面的分布难以得到有效的控制。
本发明的目的在于提供一种分子筛担载的过渡金属氧化物的制备方法，其可以有效地控制过渡金属离子组分在分子筛内外表面的分布，从而提高催化剂的活性。
本发明提供了一种高分散分子筛担载过渡金属氧化物催化剂的制备方法，适用于分子筛担载的ZnO、La2O3、TiO2、V2O5、MoO3催化剂，其制备过程是将过渡金属氧化物与分子筛按比例机械混合，充分研磨，其特征在于研磨后再进行微波处理，微波功率在50～300瓦／克，处理时间在10～180分钟，微波频率1000～3000MHz。其较佳的微波功率在100～200瓦／克。
微波加热已广泛应用于日常生活中，微波作为一种非电离电磁能，具有快速加热和特殊的电磁效应等特点。另外，微波加热对被加热的物质不具有破坏性。由于微波加热的快速性，可以考虑通过选择不同的加热功率和加热时间来有效地控制过渡金属离子组分在分子筛内外表面的分布。与以往分子筛担载过渡金属催化剂制备方法相比较，本发明采用的是一种新的催化剂制备方法，采用微波作为热源来制备ZnO/HZSM-5，La2O3/HZSM-5，TiO2/HZSM-5，V2O5/HZSM-5，MoO3/HZSM-5等系列催化剂，可以缩短加热时间，同时能有效地控制过渡金属离子在内外表面的分布。
附
图1为不同方法制备的ZnO／HZSM-5的XRD谱图。
附图2为不同方法制备的La2O3／HZSM-5的XRD谱图。
附图3为不同方法制备的TiO2／HZSM-5的XRD谱图。
附图4为不同方法制备的V2O5／HZSM-5的XRD谱图。
附图5为不同方法制备的MoO3／HZSM-5的XRD谱图。
实施例1ZnO／HZSM-5催化剂的XRD谱图不同方法制备的ZnO／HZSM—5(Zn重量百分数为6％)的XRD谱图见图1。微波制备催化剂的具体实验方法如下首先称量0．37克ZnO和5克HZSM-5分子筛，机械混合后进行充分研磨，然后再在商售微波炉(2450 MHz)上处理15和30分钟，微波工作功率为125瓦／克。而常规固相法制备的催化剂是把上述充分研磨后的催化剂取出2克放在马福炉中500℃焙烧6小时制得。XRD谱图是在Rigaku D／MAX Rb粉末X射线衍射仪上，用Cu Kα射线在室温下摄取，管压为40 KV，管流为100 mA，扫描速度为5K／min，扫描2θ范围为5～50度，XRD谱图是用与此相联结的计算机系统记录和处理的。可以看出，对于Zn等二价过渡金属离子，机械混合就可以使ZnO很好的分散在分子筛表面，与微波和马福炉加热方法得到的催化剂的分布情况相同。
实施例2La2O3／HZSM-5不同方法制备的La2O3/HZSM-5(La重量百分数为6％)的XRD谱图见图2。微波制备催化剂采用的具体方法如下首先称重0．35克La2O3和5克HZSM-5分子筛，机械混合后进行充分研磨，然后再在商售微波炉(2450 MHz)上处理15、30、45和60分钟，微波工作功率为150瓦／克。而常规固相法制备的催化剂是把上述充分研磨后的催化剂取出2克放在马福炉中500℃焙烧6小时制得。XRD谱图是在Rigaku D／MAX Rb粉末X射线衍射仪上，用Cu Kα射线在室温下摄取，管压为40 KV,管流为100 mA，扫描速度为5K／min，扫描2θ范围为5～50度，XRD谱图是用与此相联结的计算机系统记录和处理的。可以看出，对于La等三价过渡金属离子，机械混合基本上就可以使La2O3很好分散在分子筛内外表面，与微波处理和马福炉500℃焙烧6小时制得的催化剂分散情况基本相同。
实施例3TiO2／HZSM-5催化剂的XRD谱图不同方法制备的TiO2／HZSM-5(Ti重量百分数6％)的XRD谱图见图3。微波制备催化剂采用的具体方法如下首先称量0．33克TiO2和5克HZSM-5分子筛，机械混合后进行充分研磨，然后再在商售微波炉(2450 MHz)上处理15、30、45和60分钟，微波工作功率为150瓦／克。而常规固相法制备的催化剂是把上述充分研磨后的催化剂取出2克放在马福炉中500℃焙烧6小时制得。XRD谱图是在Rigaku D／MAX Rb粉末X射线衍射仪上，用Cu Kα射线在室温下摄取，管压为40 KV，管流为100 mA，扫描速度为5K／min，扫描2θ范围为5～5度，XRD谱图是用与此相联结的计算机系统记录和处理的。可以看出，对于Ti等四价过渡金属离子，当金属的担载量较低时，机械混合基本上可以使TiO2很好分散在分子筛内外表面，与微波处理和马福炉500℃焙烧6小时制得的催化剂分散情况相同。
实施例4V2O5／HZSM-5催化剂的XRD谱图不同方法制备的V2O5/HZSM-5(V重量百分数为6％)的XRD谱图见图4。微波制备催化剂采用的具体方法如下首先称量0．54克V2O5和5克HZSM-5分子筛，机械混合后进行充分研磨，然后再在商售微波炉(2450 MHz)上处理15、30、45和60分钟，微波工作功率为150瓦／克。而常规固相法制备的催化剂是把上述充分研磨后的催化剂取出2克放在马福炉中500℃焙烧6小时制得。XRD谱图是在Rigaku D／MAX Rb粉末X射线衍射仪上，用Cu Kα射线在室温下摄取，管压为40 KV，管流为100 mA，扫描速度为5K／min，扫描2θ范围为5～50度，XRD谱图是用与此相联结的计算机系统记录和处理的。可以看出，对于V等五价过渡金属离子，当金属的担载量较低时，机械混合基本上可以使V2O5很好分散在分子筛内外表面，与微波和马福炉加热制得的催化剂分散情况相同。
实施例 5MoO3／HZSM-5催化剂的XRD谱图不同方法制备的MoO3/HZSM-5(Mo重量百分数为6％)的XRD谱图见图5。微波制备催化剂采用的具体方法如下首先称量0．45克MoO3和5克HZSM-5分子筛，机械混合后充分研磨，然后再在商售微波炉(2450 MHz)上处理30和45分钟，微波工作功率为150瓦／克。而常规固相法制备的催化剂是把上述充分研磨后的催化剂取出少许在马福炉中500℃焙烧6小时制得。XRD谱图是在Rigaku D／MAX Rb粉末X射线衍射仪上，用Cu Kα射线在室温下摄取，管压为40KV，管流为100 mA，扫描速度为5K／min，扫描2θ范围为5～50度，XRD谱图是用与此相联结的计算机系统记录和处理的。可以看出，对于Mo等六价过渡金属离子，机械混合不能使MoO3较好地分散，用微波加热30分钟后，MoO3的分散得到改善；而用微波加热45分钟时，MoO3的分散得到进一步改善，和马福炉加热6小时制得的催化剂分散情况基本相同。这表明微波加热可以大大缩短所需要的时间，微波的加热具有加热速度快的特点。
权利要求
1．一种高分散分子筛担载过渡金属氧化物催化剂的制备方法，适用于分子筛担载的ZnO、La2O3、TiO2、V2O5、MoO3催化剂，其制备过程是将过渡金属氧化物与分子筛按比例机械混合，充分研磨，其特征在于研磨后再进行微波处理，微波功率在50～300瓦／克，处理时间在10～180分钟，微波频率1000～3000 MHz。
2．按照权利要求1所述高分散分子筛担载过渡金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于微波功率在100～200瓦／克。
全文摘要
一种高分散分子筛担载过渡金属氧化物催化剂的制备方法,适用于分子筛担载的ZnO、La
文档编号B01J37/34GK1279129SQ9911307
公开日2001年1月10日 申请日期1999年7月2日 优先权日1999年7月2日
发明者徐奕德, 舒玉瑛, 田丙伦 申请人:中国科学院大连化学物理研究所