专利名称：一种含硅金属间化合物加氢脱氯催化剂、制备方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及含氯有机化合物的加氢脱氯中所使用的一种含硅金属间化合物加氢脱氯催化剂、制备方法及应用。含硅金属间化合物催化剂可以通过纳米金属或金属氧化物在氢气氛围下与有机硅烷单体反应制得，所制备的含硅金属间化合物催化剂在典型的工业应用条件下对工业生产中产生的含氯化合物的加氢脱氯具有很高的活性和稳定性，具有良好的工业应用前景。
背景技术：
由于机械行业、表面防腐、石油化工、制药行业、涂料装饰业等行业产生的含氯挥发性有机废弃物排放不仅导致臭氧层的破坏，而且与空气中的NOx等化学物质发生反应而 生成化学烟雾，刺激人的眼睛，引起呼吸道疾病，甚至导致全球变暖。此外，在硅化学的许多工业过程中，有机硅前体的纯化同样存在含氯单元有机硅前体的脱氯纯化。相比于传统催化燃烧和吸附法处理含氯挥发性有机物，加氢脱氯具有重要的经济效益和环保意义。在含硅金属间化合物中，硅原子与金属原子键合弱，硅原子之间的键合较强，金属原子处于硅原子的结构单元之间，使其具有独特的物理、化学性能，例如独特的结构、电学性能、磁学性能以及催化性能等，对涉氢反应表现出较高活性和选择性。然而，含硅金属间化合物作为一种新型催化剂在加氢脱氯反应中的应用至今鲜为报道。本发明所制备的含硅金属间化合物，不仅制备方法简单，条件温和，合成成本低，而且所制备的材料对涉氢反应，尤其在加氢脱氯催化反应中具有较高催化活性及对目标产物具有很好选择性，有效的处理工业有机废水和废气，减少对人类和环境的危害。下述的已知技术，都存在一些不足美国专利，公开号US005716590A，介绍第四族元素含氯化合物的加氢脱氯，其所用催化剂为硅化镍催化剂，但制备工艺繁琐，加氢脱氯工艺中所用反应温度过高，对设备要求严格。中国专利，公开号CN101007280A，介绍一种负载和非负载型NiPd合金加氢脱氯催化剂，但使用贵金属，不仅价格昂贵，而且容易氯中毒而失活。中国专利，公开号CN11356550，介绍一种钯碳催化剂用于氟氯烃加氢脱氯，但该催化剂存在活性和选择性低，以及使用寿命短等不足。
发明内容
本发明提供了一种含硅金属间化合物加氢脱氯催化剂、制备方法及应用。在温和条件下制备含硅金属间化合物催化剂在典型的工业应用条件下对工业生产中产生的含氯化合物的加氢脱氯具有很高的活性和稳定性，具有良好的工业应用前景。本发明的加氢脱氯催化剂为含娃金属间化合物M-Si,其中M为过渡金属，如Ni、Cu、Fe、Co、Mo、W、Pd、Pt、Ru、Au、Nb 等，采用其中的一种。上述含硅金属间化合物加氢脱氯催化剂制备方法以含硅金属间化合物催化剂可以纳米金属或金属氧化物为前驱体，在流量为50-200sccm氢气氛围下携带有机硅烷单体SiClx (CH3) 4_x在200-800°C下恒温反应2_5h，完成后在氢气气氛下下降至室温，在惰性气氛下吹扫钝化，即得到相应的含硅金属间化合物催化剂。其中机硅烷单体SiClx(CH3)4_x中X为0、1、2、3或4，即可以分别为四氯化硅、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、四甲基娃。上述含硅金属间化合物催化剂用于含氯化合物的加氢脱氯工艺，含氯化合物为RxSiCl4_x*RxCCl4_x，其中R代表含有1-6个碳原子的烷基、苯基，X代表O、1、2、3、4。在典型的工业应用条件下对工业有机废水和废气中的含氯化合物的加氢脱氯具有很高的活性和稳定性。本发明提供了一种在常压，中等温度条件下制备含硅金属间化合物加氢脱氯催化剂的方法，其所制备材料的比表面积、金属与硅的原子比等对含硅金属间化合的形成、催化活性等具有非常重要的影响。本发明的制备工艺简单易行，条件温和，合成成本低。所制备的含硅金属间化合物催化剂在典型的工业应用条件下对工业生产中产生的含氯化合物的加氢脱氯具有很高的活性和稳定性，具有良好的工业应用前景。
附图是制备含硅金属间化合物催化剂的工艺流程图。
具体实施例方式以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施例。实施例I :含硅金属间化合物催化剂的制备取O. 3g高比表面积的纳米金属前体置于石英反应器中。首先向其中通入Ar进行吹扫，然后切换成H2，在流量为50-200sCCm氢气氛围下携带有机硅烷单体SiClx (CH3) 4_x在200-800°C下恒温反应2-5h，完成后在氢气气氛下下降至室温，在惰性气氛下吹扫钝化，即得到相应的含硅金属间化合物催化剂。在不同硅化温度下，不同硅化时间以及所选择硅源前体的不同可以制备出不同比例的含硅金属间化合物催化剂。所用含硅金属间化合物催化剂的工艺流程图如图I。具体条件见下表
权利要求
1.一种含硅金属间化合物加氢脱氯催化剂，其特征在于加氢脱氯催化剂为含硅金属间化合物M-Si，其中M为过渡金属。
2.根据权利要求I所述的一种含硅金属间化合物加氢脱氯催化剂，其特征在于，所述的过渡金属 M 为 Ni、Cu、Fe、Co、Mo、W、Pd、Pt、Ru、Au 或 Nb。
3.权利要求I或2所述的一种含硅金属间化合物加氢脱氯催化剂的制备方法，其特征在于，含硅金属间化合物催化剂采用纳米金属或金属氧化物为前驱体，在流量为50-200sccm氢气氛围下携带有机硅烷单体SiClx(CH3)4_x，其中X为0、1、2、3或4 ;在200-800°C下恒温反应2-5h，完成后在氢气气氛下下降至室温，在惰性气氛下吹扫钝化，即得到相应的含硅金属间化合物催化剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征还在于所述的机硅烷单体为四氯化硅、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷或四甲基硅。
5.权利要求I或2所述的一种含硅金属间化合物加氢脱氯催化剂用于含氯化合物的加氢脱氯工艺，其特征还在于，含氯化合物为RxSiCl4_x或RXCC14_X，其中R为氯、含有1-6个碳原子的烷基或苯基，X为0、1、2、3或4。
全文摘要
一种含硅金属间化合物催化剂、制备方法及在含氯有机化合物中的加氢脱氯应用。加氢脱氯催化剂为含硅金属间化合物M-Si，其中M为Ni、Cu、Fe、Co、Mo、W、Pd、Pt、Ru、Au或Nb等过渡金属。采用纳米金属或金属氧化物为前驱体，在流量为50-200sccm氢气氛围下携带有机硅烷单体SiClx(CH3)4-x，其中X为0、1、2、3或4；在200-800oC下恒温反应2-5h，完成后在氢气气氛下下降至室温，在惰性气氛下吹扫钝化，即得到催化剂。所制备的含硅金属间化合物催化剂在典型的工业应用条件下对工业生产中产生的含氯化合物的加氢脱氯具有很高的活性和稳定性，具有良好的工业应用前景。
文档编号B01J23/28GK102895976SQ201210386990
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月14日 优先权日2012年10月14日
发明者梁长海, 陈霄, 李闯, 汪镭 申请人:大连理工大学