含板钛矿型钛的催化剂制造技术

技术编号:18462480 阅读:88 留言:0更新日期:2018-07-18 14:15
提供一种催化剂组合物,其包含钛,其中所述钛的一部分以二氧化钛相存在,至少部分二氧化钛相呈板钛矿多晶型形式。在一些实施方式中,催化剂还表现出高表面积和高孔容积的二氧化硅载体。还提供制备催化剂和其在环氧化反应中的用途的方法。

Catalyst containing titanium sheet titanium

A catalyst composition is provided, which contains titanium, in which a portion of the titanium is present in the titanium dioxide phase, and at least some of the titanium dioxide phase is in a polycrystalline form of the plate titanate. In some embodiments, the catalysts also exhibit high surface area and high pore volume of silica carriers. A method for preparing a catalyst and its use in epoxidation is also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含板钛矿型钛的催化剂相关申请的交叉引用本申请是基于专利合作条约而提交的,要求享有2015年12月2日提交的第62/262,089号美国临时申请的优先权权益,其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及化学催化剂,包括它们在烯烃环氧化中的用途。在一些方面,本公开还提供使用催化剂制备环氧化物的方法。
技术介绍
催化剂是许多化学制造工艺的重要组分,可以用于加快反应速率和/或提高对所需产物的选择性或效率。可以在不同的化学反应中发现催化剂得到广泛的利用。烯烃与氧的催化环氧化是工业上有用的制备化合物诸如环氧乙烷和环氧丙烷的工艺。催化剂组合物诸如钛酸酯化二氧化硅催化剂已被用于催化链烯烃与过氧化氢反应生成相应的环氧化物。表现出改善活性或过氧化物转化率的催化剂组合物在商业上具有吸引力。提供新的催化剂组合物和在一个或多个性能和/或反应参数中表现出改进的新方法仍然是重要的目标。
技术实现思路
在一方面,本公开提供催化剂组合物,其包含:(a)钛,其中所述钛的一部分以二氧化钛相存在且至少0.1wt%的所述二氧化钛相是板钛矿形式;以及(b)二氧化硅载体,其中所述钛沉积在了所述二氧化硅载体上。在一些实施方式中,板钛矿形式的二氧化钛相的存在量为所述二氧化钛相的约0.1wt.%-约50wt.%。在一些实施方式中,所述催化剂组合物的粉末X-射线衍射谱在约25.3、25.7、30.8、36.1以及48.0°2θ处包含峰。在一些实施方式中,所述催化剂组合物的所述二氧化硅载体包含无定形二氧化硅,所述无定形二氧化硅具有:(a)大于800m2/g的表面积;以及(b)大于1.0cm3/g的孔容积。在一些实施方式中,二氧化钛的量为所述催化剂组合物的约1wt.%-约8wt.%。在一些实施方式中,所述催化剂组合物进一步包含位于所述催化剂组合物表面上的多个有机硅酸盐(C≤24)基团。在一些实施方式中,所述有机硅酸盐(C1-24)基团是-OSi(CH3)3。在一些方面,本公开提供方法,其包含(a)获得二氧化硅载体,其中所述二氧化硅载体包含无定形二氧化硅,所述无定形二氧化硅具有大于800m2/g的表面积和大于1.0cm3/g的孔容积;(b)对所述二氧化硅载体进行干燥产生干燥二氧化硅载体;(c)将含钛试剂沉积在所述干燥二氧化硅载体上产生钛处理过的二氧化硅载体;(d)对所述钛处理过的二氧化硅载体进行煅烧产生钛酸酯化二氧化硅载体;以及(e)用水或醇(C1-12)对所述钛酸酯化二氧化硅载体进行洗涤形成洗涤过的钛酸酯化二氧化硅载体;所述方法由此产生催化剂组合物,其中至少0.1wt.%的所述二氧化钛相呈板钛矿形式。在一些实施方式中,在约100℃-850℃的温度下对所述二氧化硅载体干燥约1小时-约48小时的时间段。在一些实施方式中,所述含钛试剂是钛(IV)醇盐、钛(IV)卤化物或者混合的钛(IV)醇盐卤化物。在一些实施方式中,钛(IV)卤化物是TiCl4。在一些实施方式中,所述TiCl4作为液体、气体或作为溶液的一部分而沉积到所述干燥二氧化硅载体,其中所述溶液进一步包含芳族或脂族溶剂。在一些实施方式中,在约25℃-800℃的温度下在汽相中对所述含钛试剂进行沉积。在一些实施方式中,在约300℃-800℃的温度下对所述钛处理过的二氧化硅载体进行煅烧。在一些实施方式中,所述方法进一步包含对所述洗涤过的钛酸酯化二氧化硅载体进行干燥。在一些实施方式中,所述方法进一步包含将所述洗涤过的钛酸酯化二氧化硅载体与硅烷化试剂反应。在一些实施方式中,所述硅烷化试剂是六甲基二硅胺烷。在一些方面,本公开提供制备环氧化物的方法,其包含:(a)将烯烃(C2-12)与氧化剂混合形成反应混合物;以及(b)在足以产生环氧化物(C2-12)的条件下将烯烃(C2-12)和氧化剂与本文所述的催化剂组合物接触。在一些实施方式中,所述氧化剂是有机过氧化氢。在一些实施方式中,所述有机过氧化氢是叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢或者乙苯过氧化氢。在一些实施方式中,所述烯烃是丙烯。虽然公开了多个实施方式,但是根据以下具体实施方式,仍有其他实施方式对于本领域技术人员而言是显而易见的。将显而易见的是,如本文所公开的,某些实施方式能够在各个方面进行修改,所有这些都不偏离本文所提出的权利要求的精神和范围。因此,实施例和具体实施方式应视为在本质上是说明性的,而非限制性。附图说明以下附图说明了本文所公开主题的某些实施方式。通过参照以下结合附图的描述,可以更好地理解所要求保护的主题,在附图中相同的附图标记表示相同的要素。图1提供了示出本文所提供的非限制性实施例的催化剂组合物(包括对比催化剂组合物)的粉末X-射线衍射谱的曲线图。多个峰归因于特定形式的二氧化钛。具体实施方式在一些方面,本公开提供了钛酸酯化二氧化硅催化剂,该钛酸酯化二氧化硅催化剂含有呈板钛矿多晶型形式的钛与其他更常见的二氧化钛多晶型——金红石和锐钛矿。在一些实施方式中,除了未被粉末X-衍射(XRD)方法检测到的其他形式之外,部分钛既以板钛矿多晶型形式存在又以金红石或锐钛矿多晶型形式中的至少一种而存在。在一些实施方式中,催化剂上的钛包含数量减少的金红石和/或锐钛矿多晶型形式和数量增加的板钛矿多晶型形式。在一些实施方式中,催化剂包含既有高表面积又有高孔容积的二氧化硅载体。本公开还提供使用这些催化剂用于环氧化链烯烃和芳烯烃的方法。催化剂组合物在一些实施方式中,本公开涉及可用于在氧化剂存在下由烯烃产生环氧化物的催化剂。在一些实施方式中,催化剂含有呈板钛矿多晶型形式的钛。例如,催化剂组合物可以包含:(a)钛,其中钛包含表现出板钛矿多晶型形式的氧化钛相;以及(b)二氧化硅载体,其中钛沉积在了二氧化硅载体上。在一些实施方式中,催化剂组合物包含约0.1%-约50%呈板钛矿多晶型形式的二氧化钛相。在一些实施方式中,存在于催化剂组合物中的呈板钛矿多晶型形式的钛具有以在约25.3、25.7、30.8、36.1和48.0°2θ处的峰为特征的粉末X-射线衍射谱。在一些实施方式中,二氧化硅载体包含无定形二氧化硅,该无定形二氧化硅具有:(a)大于800m2/g的表面积;以及(b)大于1.0cm3/g的孔容积。在一些实施方式中,催化剂包含约1wt.%-约8wt.%的沉积钛。催化剂组合物可以进一步包含沉积在钛上的有机硅酸盐(C≤24)。在一些实施方式中,有机硅酸盐是六甲基二硅胺烷或三甲代甲硅烷基。在某些实施方式中,催化剂的二氧化硅载体进一步包含高表面积。在一些实施方式中,二氧化硅载体的表面积大于800m2/g。在一些实施方式中,表面积为约800m2/g-约1200m2/g。在一些实施方式中,表面积为约900m2/g-约1100m2/g。在一些实施方式中,表面积为约910m2/g-约970m2/g。在一些实施方式中,表面积为约950m2/g。在一些实施方式中,表面积大于1000m2/g。在一些方面,催化剂的二氧化硅载体进一步包含高孔容积。在一些实施方式中,该高孔容积为大于1.25g/cm3。在一些实施方式中,孔容积为约1.25g/cm3-约3.50g/cm3。在一些实施方式中,孔容积为约1.5g/cm3-约3.0g/cm3。在一些实施方式中,孔容积为约2.0g/cm3-约2.5g/cm3。在一些实施方式中,孔容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂组合物,其包含:(a)钛,其中所述钛的一部分以二氧化钛相存在且至少0.1wt%的所述二氧化钛相是板钛矿形式;以及(b)二氧化硅载体,其中所述钛沉积在了所述二氧化硅载体上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.02 US 62/2620891.一种催化剂组合物,其包含:(a)钛,其中所述钛的一部分以二氧化钛相存在且至少0.1wt%的所述二氧化钛相是板钛矿形式;以及(b)二氧化硅载体,其中所述钛沉积在了所述二氧化硅载体上。2.根据权利要求1所述的催化剂组合物,其中板钛矿形式的所述二氧化钛相的存在量为所述二氧化钛相的约0.1wt.%-约50wt.%。3.根据权利要求1所述的催化剂组合物,其中所述催化剂组合物的粉末X-射线衍射谱包含在约25.3、25.7、30.8、36.1和48.0°2θ处的峰。4.根据权利要求1所述的催化剂组合物,其中所述二氧化硅载体包含无定形二氧化硅,所述无定形二氧化硅具有:(a)大于800m2/g的表面积;以及(b)大于1.0cm3/g的孔容积。5.根据权利要求1所述的催化剂组合物,其中二氧化钛相的量为所述催化剂组合物的约1wt.%-约8wt.%。6.根据权利要求1所述的催化剂组合物,进一步包含位于所述催化剂组合物表面上的多个有机硅酸盐(C1-24)基团。7.根据权利要求6所述的催化剂组合物,其中所述有机硅酸盐(C1-24)基团是-OSi(CH3)3。8.一种生产催化剂组合物的方法,其包含:(a)获得二氧化硅载体,其中所述二氧化硅载体包含无定形二氧化硅,所述无定形二氧化硅具有大于800m2/g的表面积和大于1.0cm3/g的孔容积;(b)对所述二氧化硅载体进行干燥产生干燥二氧化硅载体;(c)将含钛试剂沉积在所述干燥二氧化硅载体上产生钛处理过的二氧化硅载体;(d)对所述钛处理过的二氧化硅载体进行煅烧产生钛酸酯化二氧化硅载体;以及(e)用水或醇(C1-...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·纳吉B·金米奇X·杨J·M·奥兰奥斯门特D·L·杰克森
申请(专利权)人:利安德化学技术有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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