一种载钙硅胶催化剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于催化剂领域，具体涉及一种载钙硅胶催化剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]乙烯、丙烯等低碳烯烃是石油化工产业中最基本的原料。以乙烯为例，约有75%的石油化工产品由乙烯生产，它主要用来生产聚乙烯、聚氯乙烯、环氧乙烷/乙二醇、二氯乙烷、苯乙烯、聚苯乙烯、乙醇、醋酸乙烯等多种重要的有机化工产品，实际上，乙烯产量已成为衡量一个国家石油化工工业发展水平的标志。
[0003]统计显示，从1990年到2003年，我国乙烯当量消费量年均增长12%，此后的增长速度更加惊人，2003年我国乙烯当量消费量为1350万吨，2005年这一数字便达到1876万吨，两年间徒增了近40%，中国乙烯市场已成为全球增长速度最快、增长持续时间最长的国家。
[0004]在制取乙烯、丙烯及其它功能烯烃的工艺中，催化剂的效果对于产品的产率与合格率有着重大的影响。钙系催化剂是工业生产中一种常用的催化剂，但因其较为活泼，还原能力较强，因此反应条件较为苛刻。提高钙系催化剂在工业生产中的催化效率，是目前的一大研究热点。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种载钙硅胶催化剂的制备方法，以解决现有技术存在的催化效率不高，催化条件苛刻等问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0007]—种载钙硅胶催化剂的制备方法，它包括如下步骤:
[0008](1)将偏硅酸钠溶于有机溶剂中，在氮气保护的条件下向有机溶剂中通入氯化氢气体，30?60°C下反应3?6h ；
[0009](2)保持氮气保护条件，向步骤(1)所得的混合体系中加入钙源，40?45°C下反应1?3h;
[0010](3)向步骤(2)中所得的混合体系中加入沉淀剂，充分混合，溶胶完全后取凝胶；
[0011](4)将步骤(3)中所得的凝胶洗涤、干燥、培烧后，得到载钙硅胶催化剂。
[0012]其中，所述的偏娃酸钠为无水偏娃酸钠。
[0013]其中，上述制备方法中，步骤(1)?(3)中，所用试剂均经无水化处理。
[0014]其中，上述制备方法中，步骤(1)和(2)中，反应均置于摇床上进行。
[0015]步骤(1)中，所述的有机溶剂为二甲亚砜。
[0016]步骤(1)中，偏硅酸钠和有机溶剂的重量比为1: 50?200。
[0017]步骤(1)中，偏硅酸钠和氯化氢的摩尔比为1:1.5?3.5。
[0018]步骤(2)中，所述的钙源为氯化钙、磷酸钙或碳酸钙。
[0019]步骤(2)中，偏硅酸钠和钙源中钙的摩尔比为30?55:1。
[0020]步骤(3)中，所述的沉淀剂为聚丙烯酰胺或硫酸铁;其中，沉淀剂与偏硅酸钠的质量比为1:600?750。
[0021 ]步骤(4)中，洗涤的方法为用去离子水冲洗2?3次，干燥的方法为使用亚硫酸钠干燥，培烧的方法为600?700°C下焙烧1?1.5h。
[0022]上述制备方法制备得到的载钙硅胶催化剂也在本发明的保护范围之内。
[0023]上述载钙硅胶催化剂在催化剂领域的应用也在本发明的保护范围之内。
[0024]有益效果:与现有技术相比，本发明具有如下优势:
[0025]本发明中的载钙硅胶催化剂，将起催化作用的钙分散固定于硅胶载体上，扩大了其与反应底料的接触面积。与现有技术相比，该载钙硅胶催化剂的催化效率更高，所需的催化条件更温和，有利于工业生产。同时，本发明方法在纯有机相条件下完成，经对比，较一般的含水条件，所得载钙硅胶催化剂催化效率更高。
【具体实施方式】
[0026]根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
[0027]实施例1催化剂的制备
[0028]制备方法:
[0029](1)将无水偏硅酸钠溶于二甲亚砜中，在氮气保护的条件下向二甲亚砜中通入氯化氢气体，于摇床上45°C下反应4h;
[0030](2)保持氮气保护条件，向步骤(1)所得的混合体系中加入氯化钙，于摇床上40°C下反应lh;
[0031](3)向步骤(2)中所得的混合体系中加入聚丙烯酰胺，充分混合，溶胶完全后取凝胶；
[0032](4)将步骤(3)中所得的凝胶用去离子水冲洗2?3次后，用亚硫酸钠干燥，最后在700°C下焙烧lh后，得到载钙硅胶催化剂。
[0033]步骤(1)?(3)中，所用试剂均经无水化处理。
[0034]步骤(1)中，无水偏硅酸钠和有机溶剂的重量比为1:120。
[0035]步骤(1)中，无水偏娃酸钠和氯化氢的摩尔比为1:2.7。
[0036]步骤(2)中，无水偏硅酸钠和氯化钙中钙的摩尔比为35:1。
[0037]步骤(3)中，聚丙烯酰胺与无水偏硅酸钠的质量比为1:650。
[0038]对比例1
[0039]制备方法同实施例1，所不同的是，所用的偏硅酸钠为五水偏硅酸钠。
[0040]对比例2
[0041]制备方法同实施例1，所不同的是，将二甲亚砜替换为水。
[0042]实施例2
[0043]将实施例1、对比例1和对比例2中制备得到的载钙硅胶催化剂用于合成9-羟基芴-9甲酸甲酯的反应。在相同条件下，根据反应速率的折算，设实施例1中载钙硅胶催化剂的催化效率为1，对比例1中的催化效率为0.82，对比例2中的催化效率为0.73。
【主权项】
1.一种载钙硅胶催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将偏硅酸钠溶于有机溶剂中，在氮气保护的条件下向有机溶剂中通入氯化氢气体，30?60°C下反应3?6h; (2)保持氮气保护条件，向步骤(1)所得的混合体系中加入钙源，40?45°C下反应1?3h； (3)向步骤(2)中所得的混合体系中加入沉淀剂，充分混合，溶胶完全后取凝胶； (4)将步骤(3)中所得的凝胶洗涤、干燥、培烧后，得到载钙硅胶催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的有机溶剂为二甲亚砜。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，偏硅酸钠和有机溶剂的重量比为1:50?200。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，偏硅酸钠和氯化氢的摩尔比为1:1.5?3.5。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的钙源为氯化钙、磷酸钙或碳酸钙。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，偏硅酸钠和钙源中钙的摩尔比为30?55:1。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的沉淀剂为聚丙烯酰胺或硫酸铁;其中，沉淀剂与偏硅酸钠的质量比为1:600?750。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，洗涤的方法为用去离子水冲洗2?3次，干燥的方法为使用亚硫酸钠干燥，培烧的方法为600?700°C下焙烧1?1.5h。
【专利摘要】本发明公开了一种载钙硅胶催化剂的制备方法，它是由偏硅酸钠和钙源在有机相环境下反应得到。与现有技术相比，本发明中的载钙硅胶催化剂，将起催化作用的钙分散固定于硅胶载体上，扩大了其与反应底料的接触面积。与现有技术相比，该载钙硅胶催化剂的催化效率更高，所需的催化条件更温和，有利于工业生产。同时，本发明方法在纯有机相条件下完成，经对比，较一般的含水条件，所得载钙硅胶催化剂催化效率更高。
【IPC分类】B01J23/02
【公开号】CN105457619
【申请号】CN201510776724
【发明人】贾东新, 焦德华, 何玲丽
【申请人】无锡普爱德环保科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月13日