一种铜系催化剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于催化剂领域，具体涉及一种铜系催化剂的制备方法。
【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。铜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。提高铜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铜系催化剂的制备方法，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]—种铜系催化剂的制备方法，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铜源，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，得到铜系催化剂。
[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⑴中，所述的有机溶剂为吡啶或二甲亚砜。
[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，偏娃酸钠和氯化氢的摩尔比为1:1.5?3.5。
[0018]步骤(2)中，所述的铜源为氯化铜或磷酸铜。
[0019]步骤(2)中，偏硅酸钠和铜源中铜的摩尔比为50?75:1。
[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铜系催化剂也在本发明的保护范围之内。
[0023]上述铜系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]本发明中的铜系催化剂，将起催化作用的铜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，该铜系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，所得铜系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⑴所得的混合体系中加入氯化铜，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，得到铜系催化剂。
[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1:100。
[0035]步骤(1)中，无水偏娃酸钠和氯化氢的摩尔比为1:3。
[0036]步骤⑵中，无水偏硅酸钠和氯化铜中铜的摩尔比为60:1。
[0037]步骤(3)中，聚丙烯酰胺与无水偏硅酸钠的质量比为1:700。
[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中制备得到的铜系催化剂用于催化乙醇和氧气的反应。根据反应速率的折算，设实施例1中铜系催化剂的催化效率为1，对比例1中的催化效率为0.8，对比例2中的催化效率为0.6。
【主权项】
1.一种铜系催化剂的制备方法，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铜源，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，得到铜系催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的有机溶剂为吡啶或二甲亚砜。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，所述的铜源为氯化铜或磷酸铜。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，偏硅酸钠和铜源中铜的摩尔比为50?75:lo7.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】本发明公开了一种铜系催化剂的制备方法，它是由偏硅酸钠和铜源在有机相环境下反应得到。与现有技术相比，本发明中的铜系催化剂，将起催化作用的铜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，该铜系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，所得铜系催化剂催化效率更高。
【IPC分类】C07C11/04, B01J23/72, C07C1/20, B01J35/10
【公开号】CN105289607
【申请号】CN201510779354
【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2月3日
【申请日】2015年11月13日