本发明专利技术提供了一种用于烯醛一步法合成异戊二烯的催化剂，化学式为：NbmPnCaaBb/M；其中，m为0.03；n为1.58；a为0.0088～0.025；b为0.0033～0.08；M为载体。本发明专利技术制备的催化剂用于烯醛一步法合成异戊二烯时，能够同时保证缩合反应兼具较高的转化率和较高的选择性。其次，与其他铌磷催化剂相比，所制备的催化剂是采用浸渍法的负载型催化剂，大量减少了金属铌的用量，大幅降低成本。最后，与活性较为优异的铬磷催化剂相比，避免了金属铬的使用，更加环保。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂
，尤其涉及一种用于烯醛一步法合成异戊二烯的催化剂及其制备方法。
技术介绍
随着20世纪汽车工业、国防、农业等的迅猛发展，对橡胶的需求也日益增长，由于天然橡胶产量受到气候等因素的制约，用合成橡胶替代天然橡胶资源成为必然趋势。其中，顺-1,4-聚异戊二烯又称合成天然橡胶，它有着与天然橡胶相同的分子结构，是性能最佳的合成橡胶之一，可以替代天然橡胶。因此合成顺-1,4-聚异戊二烯的原料单体异戊二烯的资源开发也越来越重要。现有技术中，异戊二烯主要通过烯醛缩合反应制得。烯醛缩合反应又分为两步法和一步法。两步法是甲醛和异丁烯在70～100℃条件下，首先反应生成4,4-二甲基-1,3-二氧六环，然后4,4-二甲基-1,3-二氧六环在250～280℃下裂解生成异戊二烯；一步法是以甲醛和异丁烯(或MTBE)为原料，在200～300℃条件下直接脱水缩合生成异戊二烯。由于一步法流程短，分离简单，副反应少，产品质量高，因此，该工艺有良好的发展前景。在一步法制备异戊二烯的过程中，反应的转化率和选择性对于产物的收率起着决定性作用。这就需要高效的催化剂来提高反应的转化率和选择性。然而目前的催化剂不能保证缩合反应同时具有较高的转化率和较高的选择性，以异丁烯为标准，反应转化率达到10％以上，选择性就很难达到75％以上，以甲醛为标准，反应转化率达到75％以上，选择性就很难达到60％以上。甚至有的催化剂，在制备过程中需要使用的活性组分价格昂贵，用量大，限制了工业应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种用于烯醛一步法合成异戊二烯的催化剂及其制备方法，所制备的催化剂用于烯醛一步法合成异戊二烯时，同时具有较高的转化率和选择性。本专利技术提供了一种用于烯醛一步法合成异戊二烯的催化剂，化学式为：NbmPnCaaBb/M；其中，m为0.03；n为1.58；a为0.0088～0.025；b为0.0033～0.08；M为载体。优选的，a为0.0088～0.02，b为0.033～0.066。优选的，所述载体为二氧化硅、三氧化二铝和分子筛中的任意一种或几种。本专利技术还提供了一种上述催化剂的制备方法，包括：A)提供载体；B)将含Nb化合物、Ca的磷酸盐、磷酸和硼酸按比例配置溶液，并与所述载体混合、浸渍负载，得到负载活性组分的载体；C)将步骤B)得到的负载活性组分的载体进行静置、干燥、焙烧处理，得到催化剂。优选的，所述步骤A)具体为：将载体颗粒焙烧处理后，筛取20～200目。优选的，所述载体的比表面积为300～430m2/g，孔径为优选的，所述干燥和焙烧之间还包括：陈化。优选的，所述陈化的温度为95～120℃，陈化的时间为8～16h。优选的，所述焙烧的温度为400～600℃，焙烧的时间为1～10h。优选的，所述Nb的化合物为Nb2O5，NbO2,Nb2O3，草酸铌和草酸铌氨中的任意一种或多种；所述Ca的磷酸盐为Ca3(PO4)2，CaHPO4和Ca(H2PO4)2中的任意一种或多种。本专利技术还提供了一种烯醛一步法合成异戊二烯的方法，以上述催化剂或上述制备方法制备的催化剂为催化剂。与现有技术相比，本专利技术提供了一种用于烯醛一步法合成异戊二烯的催化剂，化学式为：NbmPnCaaBb/M；其中，m为0.03；n为1.58；a为0.0088～0.025；b为0.0033～0.08；M为载体。本专利技术制备的催化剂用于烯醛一步法合成异戊二烯时，能够同时保证缩合反应兼具较高的转化率和较高的选择性。其次，与其他铌磷催化剂相比，所制备的催化剂是采用浸渍法的负载型催化剂，大量减少了金属铌的用量，大幅降低成本。最后，与活性较为优异的铬磷催化剂相比，避免了金属铬的使用，更加环保。具体实施方式本专利技术提供了一种用于烯醛一步法合成异戊二烯的催化剂，化学式为：NbmPnCaaBb/M；其中，m为0.03；n为1.58；a为0.0088～0.025；b为0.0033～0.08；M为载体。本专利技术制备的催化剂用于烯醛一步法合成异戊二烯时，能够同时保证缩合反应兼具较高的转化率和较高的选择性。其次，与其他铌磷催化剂相比，所制备的催化剂是采用浸渍法的负载型催化剂，大量减少了金属铌的用量，大幅降低成本。最后，与活性较为优异的铬磷催化剂相比，避免了金属铬的使用，更加环保。本专利技术提供的催化剂中，m为0.03，n为1.58；a优选为0.0088～0.025，更优选为0.0088～0.02，在本专利技术的某些具体实施例中，a为0.015、0.0088、0.02；b优选为0.0033～0.08，更优选为0.033～0.066，在本专利技术的某些具体实施例中，b为0.052、0.033、0.066。本专利技术中，所述m、n、a、b分别为Nb、P、Ca、B元素在催化剂中相对于载体的摩尔含量比。本专利技术中，所述M为载体，其优选为二氧化硅、三氧化二铝和分子筛中的任意一种或几种。当载体为二氧化硅时，所述催化剂的分子式表示为：NbmPnCaaBb/SiO2；所述二氧化硅优选为硅溶胶和/或球形硅胶。所述载体的粒径优选为20～200目，更优选为40～80目；比表面积优选为300～430m2/g，更优选为350～390m2/g；孔径优选为更优选为本专利技术还提供了一种上述催化剂的制备方法，包括：A)提供载体；B)将含Nb化合物、Ca的磷酸盐、磷酸和硼酸按比例配置溶液，并与所述载体混合、浸渍负载，得到负载活性组分的载体；C)将步骤B)得到的负载活性组分的载体进行静置、干燥、焙烧处理，得到催化剂。本专利技术优选的，所述步骤A)具体为：将载体颗粒焙烧处理后，筛取20～200目。所述焙烧的温度优选为500～700℃，优选550～650℃；焙烧的时间为1～10h，优选4～8h。上述载体的粒径、比表面积、孔径同上，在此不再赘述。载体活化后，将含Nb化合物、Ca的磷酸盐、磷酸和硼酸按催化剂分子式中，各组分比例配置溶液，并与所述载体混合，浸渍负载。本专利技术中，所述Nb的化合物为Nb2O5，NbO2,Nb2O3，草酸铌和草酸铌氨中的任意一种或多种，优选为Nb2O5和/或草酸铌；所述Ca的磷酸盐为Ca3(PO4)2，CaHPO4和Ca(H2PO4)2中的任意一种或多种，优选为Ca3(PO4)2。所述溶液优选为水溶液。上述溶液的用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于烯醛一步法合成异戊二烯的催化剂，其特征在于，化学式为：NbmPnCaaBb/M；其中，m为0.03；n为1.58；a为0.0088～0.025；b为0.0033～0.08；M为载体。
【技术特征摘要】
1.一种用于烯醛一步法合成异戊二烯的催化剂，其特征在于，化学式为：
NbmPnCaaBb/M；其中，
m为0.03；
n为1.58；
a为0.0088～0.025；
b为0.0033～0.08；
M为载体。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，a为0.0088～0.02，b为
0.033～0.066。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述载体为二氧化硅、
三氧化二铝和分子筛中的任意一种或几种。
4.一种权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
A)提供载体；
B)将含Nb化合物、Ca的磷酸盐、磷酸和硼酸按比例配置溶液，并与所
述载体混合、浸渍负载，得到负载活性组分的载体；
C)将步骤B)得到的负载活性组分的载体进行静置、干燥、焙烧处理，
得到催化剂。
5.根据权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：白晨曦，张梦辉，张学全，张春雨，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。