1.一种制备载体为含有mg组分和ti组分的改性球形介孔材料的丙烷脱氢催化剂的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(a)在模板剂三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯eo20po70eo20的存在下,将正硅酸乙酯与盐酸进行混合接触,并将混合接触后得到的混合物依次进行晶化、过滤和干燥,得到介孔材料原粉;
(b)将所述介孔材料原粉依次进行脱模板剂处理、热活化处理和球磨处理,得到球形介孔材料;
(c)在惰性气体存在下,将所述球形介孔材料在含有mg组分前驱体和ti组分前驱体的溶液中进行第一浸渍处理,得到待喷浆料,然后将所述待喷浆料进行喷雾干燥,得到含有mg组分和ti组分的改性球形介孔材料载体;
(d)将所述改性球形介孔材料载体在含有pt组分前驱体、sn组分前驱体和na组分前驱体的溶液中进行第二浸渍处理,随后依次进行去除溶剂处理、干燥和焙烧。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(a)中,所述混合接触的条件包括:温度为25-60℃,时间为25min以上,ph为1-6;
优选地,所述模板剂三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯eo20po70eo20和所述正硅酸乙酯用量的摩尔比为1:10-90;
优选地,所述晶化的条件包括:温度为90-180℃,时间为10-40h。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(b)中,所述脱模板剂处理的过程包括:在90-120℃下,将所述介孔材料原粉用醇进行洗涤,洗涤时间为10-40h;
所述热活化处理的条件包括:热活化温度为300-900℃,热活化时间为7-10h;
所述球磨处理的条件包括:磨球的转速为300-500r/min,球磨罐内的温度为15-100℃,球磨的时间为5-30h。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(c)中,所述第一浸渍的条件包括:第一浸渍温度为25-100℃,第一浸渍时间为0.1-5h;
所述球形介孔材料、含有mg组分前驱体和ti组分前驱体的溶液的用量使得制备的改性球形介孔材料载体中,以所述改性球形介孔材料载体的总重量为基准,所述球形介孔材料的含量为20-90重量%,优选为30-70重量%;所述mg组分以mg元素计的含量为1-30重量%,优选为9-25重量%,所述ti组分以ti元素计的含量为1-10重量%,优选为1-5重量%;
所述喷雾干燥的条件包括:在氮气保护气氛下进行,进风口温度为100-150℃,出风口温度为25-90℃,载气流量为10-50l/s。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤(d)中,所述第二浸渍处理的条件包括:温度为25-50℃,时间为2-6h,所述改性球形介孔材料载体、pt组分前驱体、sn组分前驱体和na组分前驱体的用量使得制备的丙烷脱氢催化剂中,以所述丙烷脱氢催化剂的总重量为基准,所述改性球形介孔材料载体的含量为97.5-99.3重量%,所述pt组分以pt元素计的含量为0.2-0.5重量%,所述sn组分以sn元素计的含量为0.2-1.2重量%,所述na组分以na元素计的含量为0.3-0.8重量%。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,含有mg组分前驱体和ti组分前驱体的溶液、含有pt组分前驱体、sn组分前驱体和na组分前驱体的溶液的用量使得制备的丙烷脱氢催化剂中,mg组分以mg元素计、ti组分以ti元素计、pt组分以pt元素计、sn组分以sn元素计、na组分以na元素计的含量的重量比为(50-70):(3-15):1:(2-3):(1-2)。
7.由权利要求1-6中任意一项所述的方法制备的载体为含有mg组分和ti组分的改性球形介孔材料的丙烷脱氢催化剂。
8.根据权利要求7所述的丙烷脱氢催化剂,其中,所述丙烷脱氢催化剂包括载体以及负载在所述载体上的pt组分、sn组分和na组分,其中,所述载体为含有mg组分和ti组分的改性球形介孔材料载体,所述改性球形介孔材料载体含有球形介孔材料和负载在所述球形介孔材料上的mg组分和ti组分,其中,
所述改性球形介孔材料载体中的球形介孔材料的平均粒径为0.5-15μm,比表面积为270-400m2/g,孔体积为0.5-1.5ml/g,平均孔径为4-15nm;
以所述改性球形介孔材料载体的总重量为基准,所述球形介孔材料的含量为20-90重量%,优选为30-70重量%;所述mg组分以mg元素计的含量为1-30重量%,优选为9-25重量%,所述ti组分以ti元素计和的含量为1-10重量%,优选为1-5重量%;
所述丙烷脱氢催化剂的平均粒径为6-26μm,比表面积为210-340m2/g,孔体积为0.3-1.1ml/g,平均孔径为4-12nm。
9.根据权利要求8所述的丙烷脱氢催化剂,其中,以所述丙烷脱氢催化剂的总重量为基准,所述改性球形介孔材料载体的含量为97.5-99.3重量%,所述pt组分以pt元素计的含量为0.2-0.5重量%,所述sn组分以sn元素计的含量为0.2-1.2重量%,所述na组分以na元素计的含量为0.3-0.8重量%;
优选地,在所述丙烷脱氢催化剂中,以所述丙烷脱氢催化剂的总重量为基准,所述球形介孔材料的含量为70-90重量%,所述mg组分、ti组分、pt组分、sn组分和na组分分别以元素计的总含量为10-30重量%,且mg组分以mg元素计、ti组分以ti元素计、pt组分以pt元素计、sn组分以sn元素计、na组分以na元素计的含量的重量比为(30-70):(3-15):1:(2-3):(1-2)。
10.权利要求7-9中任意一项所述的丙烷脱氢催化剂在丙烷脱氢制丙烯中的应用,其中,所述丙烷脱氢制丙烯的方法包括:在催化剂和氢气的存在下,使丙烷进行脱氢反应。
11.根据权利要求10所述的应用,其中,丙烷的用量与氢气的用量的摩尔比为0.5-1.5:1;
优选地,所述脱氢反应的条件包括:反应温度为600-650℃,反应压力为0.05-0.2mpa,反应时间为40-60h,丙烷质量空速为2-5h-1。