一种金属掺杂无水硫酸铝催化剂及其制备方法和应用与流程

文档序号:20003588发布日期:2020-02-22 03:24阅读:428来源:国知局

本发明涉及一种金属掺杂无水硫酸铝催化剂及其制备方法和应用,具体为在含氟烷烃脱氟化氢制备含氟烯烃中的应用,其催化剂具有比表面积大、热力学稳定性高、吸附性能好、催化剂制备工艺简单等特点。



背景技术:

硫酸铝是一种新型固体酸材料,通过对工业十八水硫酸铝焙烧脱水处理即可得到无水硫酸铝,硫酸铝具备高比表面积、简单易制备、价格低廉等优点,其特殊的路易斯酸性位点也决定了其在氟化工领域会有良好的应用前景。硫酸铝既可作为催化剂也可作为载体应用于脱氟化氢,氟氯交换,加氢脱氯等多种反应体系。

含氟烃类包括氢氟烷烃(hfcs)、全氟氯烃(cfcs)、氢氟氯烃(hcfcs)等,氢氟烷烃的消耗臭氧潜能值(odp)为0,指对臭氧层的破坏为0,全球变暖潜能值(gwp)为140-2800,是一种温室气体,使用过多会对全球环境造成影响。

常见的氢氟烷烃(hfcs)包括hfc-143a、hfc-134a、hfc-245fa、hfc-1234ze、hfc-236fa、hfc-152a等等。

hfc-152a简称r152a,ch3chf2,中文名1,1-二氟乙烷,hfc-152a是无毒无味化学性质稳定的常用制冷剂,除了应用制冷剂外,还应用于发泡剂、气雾剂、清洁剂等。由于《蒙特利尔协议书》和《京都协议书》的颁布,hfc-152a是不受限制的烷烃,而之前的氯氟烃正式被限制生产和使用,因此hfc-152a在未来的使用会越来越广泛。一方面氟化气体的排放对大气会造成臭氧层空洞和引起全球气候变暖等缺点,所以对hfc-152a的裂解开发,对于解决全球的环境问题于重要意义。另一方面,hfc-152a是制冷效果非常优秀的制冷剂,具备制冷效果好、价格低廉等优点。

hfc-152a裂解的产物氟乙烯(vf,ch2=chf)是制备聚氟乙烯的单体(pvf),聚氟乙烯具有良好的防湿热型,耐磨、耐腐蚀,并且具备很高的机械强度和低廉的价格。

1,1,1-三氟乙烷c2h3f3,俗称hfc-143a。三氟乙烷的臭氧消耗潜能值(简称odp)也为0,对大气臭氧层也是0破坏,是新型混合制冷剂r-404a、r-408a和r-507a的重要组成部分,也可单独作为深度制冷剂,是替代r-502的重要组分。由于是惰性有机溶剂,经常用作有机氟精细化学品、新型农药和医药原料。

1,1,1,3,3-五氟丙烷(hfc-245fa)具有良好的热稳定性、化学稳定性和建筑材料的相容性,并且低毒、不含氯、对臭氧层也没有破坏、这些特殊的性质也是它在能源环保领域有了一席之地。



技术实现要素:

针对现有技术存在的上述技术问题,本发明的目的在于提供一种金属掺杂无水硫酸铝催化剂的制备方法和应用。该方法制备周期短,收率高,且操作简单。所制备的催化剂为金属掺杂无水硫酸铝催化剂。该方法合成的催化剂含氟烷烃脱hf制备含氟烯烃反应中具有良好的催化活性和稳定性。

所述的一种金属掺杂无水硫酸铝催化剂的制备方法,其特征在于所述方法如下:先将工业十八水硫酸铝在管式炉通氮气气氛下焙烧脱水制得不含结晶水的多孔泡沫状的无水硫酸铝,称量所得的无水硫酸铝与配置好的含有金属离子的溶液混合均匀,先放入烘箱烘干,再置于管式炉通氮气气氛下焙烧,即制备出掺杂不同金属离子的金属掺杂硫酸铝催化剂。

所述的一种金属掺杂无水硫酸铝催化剂的制备方法,其特征在于掺杂的金属为cr、mg、ni、fe、co中的至少一种。

所述的一种金属掺杂无水硫酸铝催化剂的制备方法,其特征在于工业十八水硫酸铝在管式炉中进行连续升温焙烧,升温速率10℃/min,焙烧温度为350℃-600℃,焙烧时间4h-8h。

所述的一种金属掺杂无水硫酸铝催化剂的制备方法,其特征在于工业十八水硫酸铝在管式炉通入氮气气氛焙烧。

所述的一种金属掺杂无水硫酸铝催化剂的制备方法,其特征在于金属掺杂的质量分数为1%-10%。

所述制备方法得到的金属掺杂无水硫酸铝催化剂。

所述的金属掺杂无水硫酸铝催化剂在含氟烷烃脱氟化氢反应中的应用。

所述的应用,其特征在于含氟烷烃裂解脱氟化氢制备含氟烯烃反应的温度为200℃~500℃,反应压力为常压。

通过采用上述技术,与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

本发明所用到的硫酸铝相比传统用于含氟烷烃裂解脱氟化氢的氧化铬催化剂,价格非常低廉、简单易制备、无毒无污染,且硫酸铝既可以作为催化剂本身也可以作为载体;经过n2焙烧的催化剂隔绝了空气中的水分进入催化剂中,恰好本发明的催化剂需要在固定床反应器中使用n2进行活化,节约了需要除去后期进入催化剂中的结晶水的步骤,完全隔绝了水对催化剂的影响。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

将2.1003gal2(so4)3·18h2o放入坩埚置于马弗炉中,空气气氛下,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂,将al2(so4)3催化剂先压片,随后筛分至20-40目用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为300℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为40%,产物氟乙烯的选择性100%。

实施例2

取2.0067gal2(so4)3·18h2o放入燃烧船中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。将al2(so4)3催化剂先压片,随后筛分至20-40目用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为300℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为60%,产物氟乙烯的选择性100%,且催化剂在4h后保持稳定。相比实施例1,在管式炉里焙烧得到的催化剂活性提高了20%.

实施例3

取3.0893gal2(so4)3·18h2o放入燃烧船中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。将al2(so4)3催化剂先压片,随后筛分至20-40目用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为350℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为70%,产物氟乙烯的选择性100%,且催化剂在4h后保持稳定。

实施例4

取2.0893gal2(so4)3·18h2o放入燃烧船中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。将al2(so4)3催化剂先压片,随后筛分至20-40目用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为400℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为86%,产物氟乙烯的选择性100%,且催化剂在4h后保持稳定。从实施例2、3、4可以得出,温度的升高,催化剂的活性依次增高。

实施例5

将5.0213gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于马弗炉中,空气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4211g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将0.7601g的fe(no3)3·9h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸铁溶液,将硝酸铁溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于马弗炉中,空气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属掺杂的质量分数为3%催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为300℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为65%,产物氟乙烯的选择性100%,且催化剂在1.5h后保持稳定。

实施例6

将5.0087gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4209g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将0.7671g的fe(no3)3·9h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸铁溶液,将硝酸铁溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属掺杂的质量分数为3%催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为300℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为75%,产物氟乙烯的选择性100%,且催化剂在1.5h后保持稳定。对比实施例5、6可以看出,在管式炉里焙烧的掺杂铁催化剂活性提高了10%。

实施例7

将5.0084gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4217g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将0.7605g的fe(no3)3·9h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸铁溶液,将硝酸铁溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属掺杂的质量分数为3%催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为350℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为80%,产物氟乙烯的选择性100%,且催化剂在1.5h后保持稳定。

实施例8

将5.0014gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4291g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将0.7606g的fe(no3)3·9h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸铁溶液,将硝酸铁溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属掺杂的质量分数为3%催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为400℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为97%,产物氟乙烯的选择性100%,且催化剂在1.5h后保持稳定。从实施例6、7、8可以得出,随着反应温度的升高,催化剂的活性依次增高。

实施例9

将5.1402gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于马弗炉中,空气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4202g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将1.384g的cr(no3)3·9h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸铬溶液,将硝酸铬溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于马弗炉中,空气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属铬掺杂的质量分数为5%的催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为300℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为70%,产物氟乙烯的选择性100%,且催化剂在6h后保持稳定。

实施例10

将5.1412gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4102g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将1.384g的cr(no3)3·9h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸铬溶液,将硝酸铬溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属铬掺杂的质量分数为5%的催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为300℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为73%,产物氟乙烯的选择性100%,且催化剂在6h后保持稳定。从实施例9、10可以看出,在管式炉中掺杂铬的催化剂的活性比在马弗炉高3%。从实施例2、10可以看出,掺杂了铬的催化剂活性提高了13%。

实施例11

将5.1073gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4182g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将0.1731g的fe(no3)3·9h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸铁溶液,将硝酸铁溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属铁掺杂的质量分数为5%的催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为300℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为70%,产物氟乙烯的选择性100%,且催化剂在1.5h后保持稳定。对比实施例2、6、11可以看出,掺杂了铁的催化剂活性都有提高。

实施例12

将5.1046gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4252g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将0.1753g的ni(no3)2·6h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸镍溶液,将硝酸镍溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属镍掺杂的质量分数为1%的催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为300℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为63%,产物氟乙烯的选择性100%。

实施例13

将5.0023gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4192g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将0.9007g的ni(no3)2·6h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸镍溶液,将硝酸镍溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属镍掺杂的质量分数为5%的催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为300℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为75%,产物氟乙烯的选择性100%。

实施例14

将5.0823gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4202g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将1.9103g的ni(no3)2·6h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸镍溶液,将硝酸镍溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属镍掺杂的质量分数为10%的催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1-二氟乙烷(hfc-152a)裂解制备氟乙烯,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量2ml,通入n2和hfc-152a的混合气体,n2流量20ml/min,hfc-152a流量20ml/min,hfc-152a的空速为600h-,反应温度为300℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-152a转化率为80%,产物氟乙烯的选择性100%。从实施例12、13、14可以看出,掺杂了不同的质量分数的镍活性都有增加,掺杂的量越大,活性越高。

实施例15

将4.9082gal2(so4)3·18h2o放入坩埚置于马弗炉中,空气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。将al2(so4)3催化剂筛分至20-40目用于催化1,1,1,3,3-五氟丙烷(hfc-245fa)脱hf生成hfo-1234ze,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量1ml,通入n2和hfc-245fa的混合气体,n2流量10ml/min,hfc-245fa流量2.5ml/min,空速为750h-,反应温度为300℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-245fa转化率为70%,产物cf3ch=chf(顺)的选择性20%。cf3ch=chf(反)的选择性80%。

实施例16

将4.9782gal2(so4)3·18h2o放入坩埚置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。将al2(so4)3催化剂筛分至20-40目用于催化1,1,1,3,3-五氟丙烷(hfc-245fa)脱hf生成hfo-1234ze,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量1ml,通入n2和hfc-245fa的混合气体,n2流量10ml/min,hfc-245fa流量2.5ml/min,空速为750h-,反应温度为300℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-245fa转化率为76%,产物cf3ch=chf(顺)的选择性20%。cf3ch=chf(反)的选择性80%。对比实施例15、16可以看出,在管式炉里焙烧的催化剂对hfc-245fa转化率比在马弗炉里焙烧的更高。

实施例17

将4.9996gal2(so4)3·18h2o放入坩埚置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。将al2(so4)3催化剂筛分至20-40目用于催化1,1,1,3,3-五氟丙烷(hfc-245fa)脱hf生成hfo-1234ze,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量1ml,通入n2和hfc-245fa的混合气体,n2流量10ml/min,hfc-245fa流量2.5ml/min,空速为750h-,反应温度为350℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-245fa转化率为85%,产物cf3ch=chf(顺)的选择性20%。cf3ch=chf(反)的选择性80%。

实施例18

将4.9034gal2(so4)3·18h2o放入坩埚置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。将al2(so4)3催化剂筛分至20-40目用于催化1,1,1,3,3-五氟丙烷(hfc-245fa)脱hf生成hfo-1234ze,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量1ml,通入n2和hfc-245fa的混合气体,n2流量10ml/min,hfc-245fa流量2.5ml/min,空速为750h-,反应温度为400℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-245fa转化率为97%,产物cf3ch=chf(顺)的选择性20%。cf3ch=chf(反)的选择性80%。对比实施例16、17、18可以看出,在管式炉上制备的催化剂,在不同的反应温度,对hfc-245fa转化率都比在马弗炉的的高,且随着反应温度的增加,活性都有增加。

实施例19

将5.0073gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4299g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将0.1708g的ni(no3)2·6h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸镍溶液,将硝酸镍溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属镍掺杂的质量分数为1%的催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1,1,3,3-五氟丙烷(hfc-245fa)脱hf生成hfo-1234ze,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量1ml,通入n2和hfc-245fa的混合气体,n2流量10ml/min,hfc-245fa流量2.5ml/min,空速为750h-,反应温度为350℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-245fa转化率为89%,产物cf3ch=chf(顺)的选择性20%。cf3ch=chf(反)的选择性80%。

实施例20

将5.1083gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4262g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将0.9057g的ni(no3)2·6h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸镍溶液,将硝酸镍溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属镍掺杂的质量分数为5%的催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1,1,3,3-五氟丙烷(hfc-245fa)脱hf生成hfo-1234ze,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量1ml,通入n2和hfc-245fa的混合气体,n2流量10ml/min,hfc-245fa流量2.5ml/min,空速为750h-,反应温度为350℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-245fa转化率为85%,产物cf3ch=chf(顺)的选择性20%。cf3ch=chf(反)的选择性80%。

实施例21

将5.0928gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4277g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将1.904g的ni(no3)2·6h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸镍溶液,将硝酸镍溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属镍掺杂的质量分数为10%的催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1,1,3,3-五氟丙烷(hfc-245fa)脱hf生成hfo-1234ze,反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量1ml,通入n2和hfc-245fa的混合气体,n2流量10ml/min,hfc-245fa流量2.5ml/min,空速为750h-,反应温度为350℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-245fa转化率为81%,产物cf3ch=chf(顺)的选择性20%。cf3ch=chf(反)的选择性80%。对比实施例19、20、21可以看出掺杂了1%、5%、10%的镍对1,1,1,3,3-五氟丙烷(hfc-245fa)脱hf生成hfo-1234ze的催化活性都有提高。

实施例22

将3.0634gal2(so4)3·18h2o放入坩埚置于马弗炉中,空气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。将al2(so4)3催化剂筛分至20-40目用于催化1,1,1-三氟乙烷c2h3f3(hfc-143a)脱hf生成ch2cf2(vdf)的反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量1ml,通入n2和hfc-143a的混合气体,n2流量10ml/min,hfc-245fa流量10ml/min,空速为1200h-,反应温度为450℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-143a转化率为40%,产物ch2=cf2选择性100%。

实施例23

将3.0093gal2(so4)3·18h2o放入坩埚置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。将al2(so4)3催化剂筛分至20-40目用于催化1,1,1-三氟乙烷c2h3f3(hfc-143a)脱hf生成ch2cf2(vdf)的反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量1ml,通入n2和hfc-143a的混合气体,n2流量10ml/min,hfc-245fa流量10ml/min,空速为1200h-,反应温度为450℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-143a转化率为46%,产物ch2=cf2选择性100%。对比实施例22、23可以看出,针对1,1,1-三氟乙烷c2h3f3(hfc-143a)脱hf生成ch2cf2(vdf),在管式炉里焙烧的催化剂比在马弗炉里焙烧的活性提高了6%。

实施例24

将5.1402gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4244g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将0.2650g的cr(no3)3·9h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸铬溶液,将硝酸铬溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属铬掺杂的质量分数为1%的催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1,1-三氟乙烷c2h3f3(hfc-143a)脱hf生成ch2cf2(vdf)的反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量1ml,通入n2和hfc-143a的混合气体,n2流量10ml/min,hfc-245fa流量10ml/min,空速为1200h-,反应温度为450℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-143a转化率为51%,产物ch2=cf2选择性100%。

实施例25

将5.1902gal2(so4)3·18h2o放入小坩埚中置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h,焙烧结束后自然降温至室温,即得到al2(so4)3催化剂。

将上述制备得到的al2(so4)3催化剂称量3.4222g放入培养皿中,放入烘箱保持干燥,将2.6790g的cr(no3)3·9h2o溶于10ml去离子水中配置成硝酸铬溶液,将硝酸铬溶液与al2(so4)3混合,放入烘箱120°烘干6h,在置于管式炉中,氮气气氛,以升温速率10℃/min升至400℃,焙烧6h制得到金属铬掺杂的质量分数为5%的催化剂,压片筛分20-40目,称取2ml用于催化1,1,1-三氟乙烷c2h3f3(hfc-143a)脱hf生成ch2cf2(vdf)的反应式如下:

反应条件为:催化剂装填入固定床反应器内,催化剂装填量1ml,通入n2和hfc-143a的混合气体,n2流量10ml/min,hfc-245fa流量10ml/min,空速为1200h-,反应温度为450℃,升温速率为10℃/min。反应结果为:反应物hfc-143a转化率为49%,产物ch2=cf2选择性100%。对比实施例23、24、25可以看出掺杂了铬的催化剂,活性都有提高。

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