一种sba-15分子筛负载铜基催化剂及制备方法和应用_3

文档序号:9401173阅读:来源:国知局
20-40目的颗粒,即可得到T1-SBA-15负载的高分散铜基催化剂。
[0063]该催化剂,Si/Ti = 15,载体T1-SBA-15比表面积为765m2/g。质量百分比组分T1-SBA-15 分子筛:77.1% ;CuO:10.3% ;ZnO:12.7%0
[0064]2.催化剂性能测试
[0065]取上述催化剂1.5g置于反应器中部,上部用瓷环填充,反应前,体系中通入流速为20mL/min H2,催化床以5°C /min升温到360°C活化还原5h,关闭氢气。升温至380°C,将摩尔比为4:1甲醇、乙醇混合原料以5mL/(g*h)速度注入微型反应体系中,反应压力控制在0.1MPa0原料经过预热区,催化床层反应,产物导入气液分离器,冷凝收集液相产物,反应起初两小时,体系不稳定,故前两小时内产物不作分析,反应4小时后,对收集产物进行分析。乙醇的转化率为95.8%,异丁醛的选择性为35.7%,乙醛选择性为16.3%,丙醛的选择性为11.2%,异丁醇选择性为2.9%。
[0066]实施例8.T1-SBA-15负载的高分散铜基催化剂的制备和性能测试:
[0067]1.T1-SBA-15负载的高分散铜基催化剂的制备
[0068]称取4.00g P123(三段共嵌聚氧乙烯醚)表面活性剂溶于30g去离子水中,然后加入一次性加入60g的盐酸(浓度为2.0mol/L),40°C下搅拌5h ;称取12.6g的正娃酸四乙酯(TE0S),0.25g乙酰丙酮和1.0g钛酸乙丁酯(TIBE),并将其混合,快速滴加到以上含有P123的盐酸溶液中,继续强烈搅拌24h;之后将以上所得白色乳液转移至400mL水热釜中,放入烘箱,在120°C下晶化24h ;冷却至室温,抽滤,并先后用去离子水、乙醇洗涤;所得滤饼在80°C下真空干燥过夜;而后在500°C下焙烧,既得T1-SBA-15分子筛原粉。
[0069]2.0g以上制备的T1-SBA-15分子筛加入到含有1.8g Cu (NO3) 2.3H20和1.5gZn (NO3) 2.6H20水溶液中,等体积浸渍,并用超声处理8h。之后将所得样品放入烘箱,100°C下干燥过夜;以上样品经400°C下焙烧2小时,得到样品,经过压片,研磨,筛分成20-40目的颗粒,即可得到T1-SBA-15负载的高分散铜基催化剂。
[0070]该催化剂,Si/Ti = 15,载体T1-SBA-15比表面积为889m2/g。质量百分比组分T1-SBA-15 分子筛:66.6% ;CuO:19.7% ;ZnO:13.7%0
[0071]2.催化剂性能测试
[0072]取上述催化剂1.5g置于反应器中部,上部用瓷环填充,反应前,体系中通入流速为20mL/min H2,催化床以5°C /min升温到360°C活化还原5h,关闭氢气。保持反应温度为360°C,将摩尔比为4:1甲醇、乙醇混合原料以6mL/(g.h)速度注入微型反应体系中,反应压力控制在0.2MPa。原料经过预热区,催化床层反应,产物导入气液分离器,冷凝收集液相产物,反应起初两小时,体系不稳定,故前两小时内产物不作分析,反应4小时后,对收集产物进行分析。乙醇的转化率为83.5%,异丁醛的选择性为49.3%,乙醛选择性为20.8%,丙醛的选择性为13.3%,异丁醇的选择性为3.5%。
[0073]实施例9.T1-SBA-15负载的高分散铜基催化剂的制备和性能测试:
[0074]1.T1-SBA-15负载的高分散铜基催化剂的制备
[0075]称取6.0g P123(三段共嵌聚氧乙烯醚)表面活性剂溶于45g去离子水中,然后加入一次性加入160g的盐酸(浓度为2.3mol/L),室温下(20°C )搅拌3h ;称取12.6g的正硅酸四乙酯(TEOS),0.25g乙酰丙酮和1.0g钛酸乙丁酯(TIBE),并将其混合,快速滴加到以上含有P123的盐酸溶液中,继续强烈搅拌24h ;之后将以上所得白色乳液转移至400mL水热釜中,放入烘箱,在110°C下晶化24h ;冷却至室温,抽滤,并先后用去离子水、乙醇洗涤;所得滤饼在70°C下真空干燥过夜;而后在700°C下焙烧,既得T1-SBA-15分子筛原粉。
[0076]2.0g以上制备的T1-SBA-15分子筛加入到含有1.56g Cu(NO3)2.3H20和1.6gZn (NO3) 2.6H20水溶液中,等体积浸渍,并用超声处理6h。之后将所得样品放入烘箱,100°C下干燥过夜;以上样品经500°C下焙烧两小时,得到样品,经过压片,研磨,筛分成20-40目的颗粒,即可得到T1-SBA-15负载的高分散铜基催化剂。
[0077]该催化剂,Si/Ti = 15,载体T1-SBA-15比表面积为771m2/g。质量百分比组分T1-SBA-15 分子筛:67.8% ;CuO:17.4% ;ZnO:14.8%0
[0078]2.催化剂性能测试
[0079]取上述催化剂1.5g置于反应器中部,上部用瓷环填充,反应前,体系中通入流速为20mL/min H2,催化床以5°C /min升温到350°C活化还原5h,关闭氢气。升温至380°C,将摩尔比为3:1甲醇、乙醇混合原料以3mL/(g*h)速度注入微型反应体系中,反应压力控制在0.1MPa0原料经过预热区,催化床层反应,产物导入气液分离器,冷凝收集液相产物,反应起初两小时,体系不稳定,故前两小时内产物不作分析,反应4小时后,对收集产物进行分析。乙醇的转化率为99.1 %,异丁醛的选择性为39.8%,乙醛选择性为25.2%,丙醛的选择性为
[0080]11.2% ,异丁醇选择性为2.5%。
[0081]对比例1:此对比例是与实施例8进行对比。
[0082]1、SBA-15负载的高分散铜基催化剂的制备
[0083]称取6.00g P123(三段共嵌聚氧乙烯醚)表面活性剂溶于45g去离子水中,然后加入一次性加入90g的盐酸(浓度为2mol/L),40°C下搅拌5h ;称取12.6g的正娃酸四乙酯(TEOS),继续强烈搅拌24h ;之后将以上所得白色乳液转移至400mL水热釜中,放入烘箱,在120°C下晶化24h ;冷却至室温,抽滤,并先后用去离子水、乙醇洗涤;所得滤饼在80°C下真空干燥过夜;而后在60(TC下焙烧,既得SBA-15分子筛原粉。
[0084]2.0g以上制备的T1-SBA-15分子筛加入到含有1.8g Cu (NO3) 2.3H20和1.5gZn (NO3) 2.6H20水溶液中,等体积浸渍,并用超声处理6h。之后将所得样品放入烘箱,100°C下干燥过夜;以上样品经500°C下焙烧两小时,得到样品,经过压片,研磨,筛分成20-40目的颗粒,即可得到SBA-15负载的高分散铜基催化剂。
[0085]该催化剂,SBA-15比表面积为876m2/g。质量百分比组分SBA-15分子筛:66.6%;CuO:19.7% ;ZnO:13.7%。
[0086]2、催化剂性能测试
[0087]取上述催化剂1.5g置于反应器中部,上部用瓷环填充,反应前,体系中通入流速为20mL/min H2,催化床以5°C /min升温到360°C活化还原5h,关闭氢气。保持反应温度为360°C,将摩尔比为4:1甲醇、乙醇混合原料以6mL/(g.h)速度注入微型反应体系中,反应压力控制在0.2MPa。原料经过预热区,催化床层反应,产物导入气液分离器,冷凝收集液相产物,反应起初两小时,体系不稳定,故前两小时内产物不作分析,反应4小时后,对收集产物进行分析。乙醇的转化率为84.5%,异丁醛的选择性为44.2%,乙醛选择性为21.8%,丙醛的选择性为12.1%,异丁醇的选择性为3.2%。
【主权项】
1.一种SBA-15分子筛负载铜基催化剂,其特征在于催化剂包括T1-SBA-15分子筛,CuO和ZnO,其中T1-SBA-15分子筛中Si/Ti摩尔比10-20,分子筛的比表面积673-889 m2/g,质量百分比组分 T1-SBA-15 分子筛:65.0 ~ 88.0% ;Cu0:5.0-25.0% ;Zn0:3.0-15.0%。2.如权利要求1所述的一种SBA-15分子筛负载铜基催化剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤: (1)T1-SBA-15分子筛的制备 将P123表面活性剂溶于去离子水中,然后一次性加入盐酸,在一定温度下强烈搅拌数小时,将正硅酸四乙酯,乙酰丙酮和钛酸乙丁酯的混合溶液一次性加入以上P123的盐酸溶液中,强烈搅拌;之后在高压水热釜中晶化,冷却至室温,抽滤,并先后用去离子水、乙醇洗涤;所得滤饼在真空下干燥,而后经高温焙烧,既得T1-SBA-15分子筛原粉; (2)SBA-15催化剂的制备: (A)采用等体积浸渍,按催化剂组成,将T1-SBA-15分子筛原粉加入到Cu(NO3)2和Zn(NO3)2混合溶液中,超声处理6-10 h之后,于100-120 °C下干燥过夜;以上样品经400-700°C下焙烧1-4小时,得到催化剂原粉; (B)由步骤(A)制得的催化剂原粉,经过压片,研磨,筛分成20-40目的颗粒,即得到催化剂。3.如权利要求1所述的一种SBA-15分子筛负载铜基催化剂的应用,其特征在于催化反应在固定床反应器中进行,反应前催化剂首先在H2气氛下还原,还原温度为340-360°C,在进行催化反应时,原料甲醇与乙醇的摩尔比控制在2-4:1,反应液体空速控制在2-6 mL/g.h,反应温度控制在340-380°C,反应压力为0.1-0.3 MPa。
【专利摘要】一种SBA-15分子筛负载铜基催化剂包括Ti-SBA-15分子筛,CuO和ZnO,其中Ti-SBA-15分子筛中Si/Ti摩尔比10-20,分子筛的比表面积673-889m2/g。质量百分比组分Ti-SBA-15分子筛:65.0~88.0%;CuO:5.0-25.0%;ZnO:3.0-15.0%。本发明具有选择性好,转化率高,成本低的优点。
【IPC分类】B01J29/03, C07C47/06, C07C47/02, C07C45/45, C07C45/51
【公开号】CN105126897
【申请号】CN201510456853
【发明人】张俊峰, 谭猗生, 韩怡卓, 解红娟, 杨彩虹, 张清德, 张涛
【申请人】中国科学院山西煤炭化学研究所
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月29日
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