化学产品和方法技术

本发明专利技术涉及一种催化剂载体，包含用浆料浸渍的纤维纸，该浆料包含硅溶胶、微纤维和填料，其中用沉降法测得的所述微纤维的当量平均粒径为约２００ｎｍ至约３００００ｎｍ，用沉降法测得的所述填料的平均当量粒径为约３００ｎｍ至约１００００ｎｍ。本发明专利技术还涉及该催化剂载体的制备、用于制备该催化剂载体的浆料、包含该催化剂载体的催化剂以及催化剂的用途。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
化学产品和方法本专利技术涉及一种催化剂载体及其制备、一种用于其制备的浆料、一种包含该载体的催化剂、以及该催化剂载体在生产过氧化氢的用途。许多化学方法涉及到与固体催化剂接触的气相和/或液相反应。这种催化剂通常包含其上沉积了催化活性物质的载体。载体的作用是使催化剂便于加工以及使表面/体积比变高。载体可以是颗粒状的(放置在催化反应器中时是无规取向的)，或是呈规整体的形式(放置在催化反应器中时不具无规性)。规整体特别易于加工，并可由浸渍了载体材料的纤维纸来制造，所述载体上可以沉积催化活性物质。WO 97/31710阐述了催化剂载体的制备，是用填料、溶胶和分散介质所构成的分散体来浸渍矿物纤维纸。在涉及气-液反应的方法中，催化剂要经受很强的机械应力，要生产出具有足够耐久性的规整体是困难的。这种气-液反应的一个实例是蒽醌或其衍生物的氢化，它是用来生产过氧化氢的蒽醌法中的一个重要步骤。本专利技术的一个目的是提供一种催化剂载体，它可用于制备具有高效率以及具有高的且持久的机械强度的规整催化剂体。本专利技术的另一个目的是提供一种用于在至少一种液体、优选在至少一种气体的存在下进行催化反应的改进方法。又一个目的是提供一种用于生产过氧化氢、尤其是按蒽醌法生产过氧化氢的改进方法。因此，一方面，本专利技术涉及一种催化剂载体，它包含用(优选的)含水浆料浸渍的纤维纸，该含水浆料含有硅溶胶、微纤维和填料，其中，用沉降(sedigraph)法测得的所述微纤维的当量平均粒径为约200nm至约30000nm，优选为约500nm至约10000nm。用沉降法测得的填料的平均当量粒径为约300nm至约10000nm，优选为约1000nm至约4000nm。在沉降法中，当量平均粒径是通过沉降并按照Stokes定律计算出50％累积质量百分数下的当量球直径来测量的。在显微镜图像上测量时，微纤维的平均长径比优选为约3∶1至约40∶1，更优选为约6∶1至约20∶1。-->本专利技术还涉及一种制备催化剂载体的方法，包括用以上定义的浆料浸渍纤维纸的步骤。本专利技术也涉及以上定义的浆料，它可用来制备催化剂载体。已经发现，存在着处在以上当量粒径和长径比范围内的微纤维，显著改进了催化剂载体结构强度的耐久性，尤其是在与流动的液-气混合物接触的情况下长期使用时更是如此。合适的微纤维可以选自玻璃纤维，陶瓷纤维，或诸如多水高岭土、坡缕石、硅灰石或其混合物的矿物纤维，只要它们在当量粒径和优选长径比方面满足以上要求即可。二氧化硅既可作为粘合剂，又可在可沉积上催化活性物质的最终催化剂载体中提供具有高表面积的有效支承物。合适的硅溶胶是含水的，并优选具有约5至约100nm的平均粒径，更优选为约10至约70nm。优选的硅溶胶应具有宽的粒径分布。合适的是，溶胶中粒径分布的相对标准偏差至少约为15％(数量)，优选至少约为30％(数量)，而且可以高达如约140％(数量)或更高。粒径分布的相对标准偏差相当于粒径分布的标准偏差与数均粒径之比，可以用动态光散射法测量。也可以使用具有不同平均粒径和/或粒径分布的硅溶胶的混合物。粒径分布宽的硅溶胶的平均粒径定义为具有球形颗粒的单分散硅溶胶中的颗粒直径，对于每单位干重的硅溶胶，该球形颗粒具有相同的表面积(用Sears滴定法测得)。硅溶胶可以是阴离子型、阳离子型或去离子型的。优选的硅溶胶是阴离子型的，并主要用氨、钾和/或钠的离子或它们的混合物稳定在pH为7以上。浆料中硅溶胶的优选量(以SiO2计)为约40％至约90％，更优选为约50％至约80％(以干重计)。合适的填料例如可以选自滑石或粘土矿，如膨润土，或是绿土系或高岭土系中的一员，或是它们的混合物。填料颗粒的优选外形接近等尺寸，即其外形没有明显伸长。在显微镜图像上测量时，填料颗粒的平均长径比优选低于3∶1，更优选低于2∶1。已经发现，填料的存在既增加了浆料开始沉降前的寿命，又改进了最终催化剂载体的耐久性和机械强度。以干重计，浆料中的微纤维和填料的总量优选为约10％至约60％，更优选为约20％至约50％。填料与微纤维的重量比优选为0至约3∶1，更优选为约1∶3至约2∶1。-->有待浸渍的有效纤维纸中的大部分纤维优选长于浸渍浆料中使用的微纤维，例如其实际纤维直径为约0.001至约0.030mm，优选为约0.002至约0.015mm，其长度超过约1mm，优选超过约3mm。纤维长度没有极限上限值，纤维长度例如可以高达100mm、1000mm或更长。纤维纸优选由矿物纤维或玻璃纤维制成。这类纤维纸已公开在文献中，例如以上提到的WO 97/31710和US 4391667。用来浸渍纤维纸的浆料可以用任何常规方法制备，例如在搅拌下将硅溶胶、微纤维和填料添加到一种液体(优选是水)中，从而产生一种基本均匀的浆料，其总干含量优选为约35％至约75％，更优选为约45％至约70％。可以采用任何合适的方法用浆料浸渍纤维纸，例如喷射法或浸泡法，然后适当地进行干燥以蒸发掉水，硅溶胶因此而发生胶凝，例如发生在低于约120℃的温度下，优选发生在约20℃至约100℃，并适当地经过一段足够长的时间以除去基本上全部的游离水。通过加入盐类，例如铝、锆、镁、钙和/或氨的乙酸盐或硝酸盐，可以使胶凝加速。尽管不是必须的，但也可以加入其它的添加剂，如碱金属的硅酸盐、硫酸盐、磷酸盐或碳酸盐，或相应的酸，例如为了调节pH值。浸渍和干燥步骤可以重复一次、两次或数次以增加纤维纸上的固体量。在第一次和/或非必需的第二次或更多次浸渍和干燥步骤之后，可以在氧化气氛中将浸渍过的纤维纸加热到高温，例如高达约450℃至约850℃，优选约500℃至约750℃，加热应持续足够长的时间以基本上除去全部可能存在的有机物，这段时间大多数情况下为约0.2至约5小时。浸渍并干燥过的纤维纸也可以用不含填料和微纤维的硅溶胶进一步浸渍，然后干燥，已发现这样可以改进最终催化剂载体的性能。有待浸渍的纤维纸例如可以基本上是平的或是波纹状的，而且可以在浸渍之前或之后被加工成规整体，该规整体优选具有贯穿的通道，该通道可具有任何合适的截面形状，例如圆形、正弦形、正方形、梯形或三角形，该规整体的平均直径优选为约0.5至约10mm，更优选为约1至约3mm。例如，可以象WO 97/31710或US 4552748中阐述的那样，将平的和波纹状的浸渍过或未浸渍过的纤维纸结合成具有基本上平行的贯穿通道的个体(即一个整体)。也可以生产其它形状的规整体，例如在用于化学反应器中时，具有与预定的反应物主流基本上平行的贯穿通道和垂直于该方向的通道，或者具有不平行通道，例如用在静态混合器中时。具有基表上平行的贯穿通道的规整体是最优选的。按上述方法制备的催化剂载体具有一种用填料和微纤维增强的二氧化硅的多-->孔结构。在经1000℃灼烧(用以除去基本上全部的水和有机物)后按SiO2测量的总硅含量优选为约70％至约92％，更优选为约75％至约88％(重量)，而灼烧后按CaO加MgO测量的钙和镁的总含量优选低于约24％，更优选低于约18％(重量)。灼烧后按Al2O3测量的总铝含量优选为约1％至约30％，更优选为约2％至约20％(重量)，而灼烧后按Na2O加K2O加Fe2O3测量的钠、钾和铁的总含量优选低于约3％，更优选低于约2％(重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂载体，包含用浆料浸渍的纤维纸，该浆料包含硅溶胶、微纤维和填料，其中用沉降法测得的所述微纤维的当量平均粒径为约２００ｎｍ至约３００００ｎｍ，用沉降法测得的所述填料的平均当量粒径为约３００ｎｍ至约１００００ｎｍ。

【技术特征摘要】
EP 2000-10-6 00850158.71.一种催化剂载体，包含用浆料浸渍的纤维纸，该浆料包含硅溶胶、微纤维和填料，其中用沉降法测得的所述微纤维的当量平均粒径为约200nm至约30000nm，用沉降法测得的所述填料的平均当量粒径为约300nm至约10000nm。2.权利要求1的催化剂载体，其中用沉降法测得的所述微纤维的当量平均粒径为约500nm至约10000nm。3.权利要求1-2中任一项的催化剂载体，其中在显微镜图像上测量的微纤维的平均长径比为约3∶1至约40∶1。4.权利要求1-3中任一项的催化剂载体，其中所述微纤维选自玻璃纤维、陶瓷纤维、矿物纤维或它们的混合物。5.权利要求4的催化剂载体，其中所述微纤维是选自多水高岭土、坡缕石、硅灰石或其混合物的矿物纤维。6.权利要求1-5中任一项的催化剂载体，其中用沉降法测得的填料的当量平均粒径为约1000nm至约4000nm。7.权利要求1-6中任一项的催化剂载体，其中在显微镜图像上测量，填料颗粒是接近于等尺寸的，且填料颗粒的平均长径比小于3∶1。8.权利要求1-7中任一项的催化剂载体，其中所述填料选自滑石，膨润土，或是绿土系或高岭土系粘土矿物中的一员，或是它们的混合物。9.权利要求1-8中任一项的催化剂载体，其中有待浸渍的维纸中的大部分纤维长于浸渍浆料...

【专利技术属性】
技术研发人员：AC德尔芙，B特卡兹，M尼斯特罗姆，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]