中空球形载体及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种中空球形载体及其制备方法与应用，其中所述载体包括多孔材料的壳层和由所述壳层围成的球形空腔。所述载体强度高、使用寿命长、磨耗低，可与催化剂活性组分有效结合后高效稳定地催化选择性氧化反应的进行。行。

【技术实现步骤摘要】
中空球形载体及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于催化剂的
，具体涉及含有中空球形载体的催化剂。

技术介绍

[0002]催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位，约有九成以上的化学反应过程要使用到催化剂，包括炼化、化工、环保等领域，其中非均相固体催化剂工业中最常用到，它具有可以连续生产、易回收等优势。
[0003]载体是非均相固体催化剂的重要组成部分，可以起到支撑、分散催化剂活性组分的作用，有助于提高催化性能和物性指标，降低催化剂生产成本。
[0004]现有技术中催化剂载体常为粉末或实心球体，通过将粉末载体与活性组分混合后成型为固体颗粒催化剂，由于所负载的活性组分的活化温度不宜过高，载体粉末很难烧结在一起，对催化剂支撑作用较小，催化剂整体机械强度低；或者通过将实心球形载体表面涂覆活性组分制成球形催化剂，由于活性组分仅存在于催化剂表面，在后期的使用过程中，容易发生活性组分剥落、催化剂失活的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中的固体催化剂机械强度较低、使用寿命较短的问题，由此提供一种机械强度高、使用寿命长的中空球形载体，同时其具有较高的孔隙率和低磨耗。
[0006]本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种可获得中空球形载体的制备方法，该制备方法过程简单、成本较低。
[0007]本专利技术所要解决的技术问题之三是提供上述中空球形载体的应用。
[0008]本专利技术首先提供了一种中空球形载体，其包括多孔材料的壳层和由所述壳层围成的球形空腔。本专利技术的中空球形载体具有空腔核心和多孔开放性的壳层。
[0009]根据本专利技术的一些实施方式，所述空腔的平均直径与所述壳层的平均厚度之比为0.1-3.5，例如0.1、0.2、0.3、0.38、0.4、0.5、0.6、0.7、0.77、0.8、0.83、0.89、0.9、0.96、1.0、1.8、2.0、2.5、3.0等。
[0010]根据本专利技术的一些实施方式，所述空腔的平均直径为0.5-5mm，例如1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm等。
[0011]根据本专利技术的一些实施方式，所述壳层的厚度为1-5mm，例如1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5mm等。
[0012]根据本专利技术的一些实施方式，所述载体具有25-500N的抗压碎强度。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述载体具有0.1-5％的磨耗率。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述载体的整体孔隙率(体积含量)为20-80％，例如20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％等。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述壳层的孔隙率为30-75％，例如30％、40％、
50％、60％、70％等。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，所述壳层的比表面积为1-200m2/g，例如10m2/g、20m2/g、30m2/g、40m2/g、50m2/g、60m2/g、70m2/g、80m2/g、90m2/g、100m2/g、110m2/g、120m2/g、130m2/g、140m2/g等。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述壳层的平均孔径范围为0.5-500nm，优选为1-100nm，例如1nm、5nm、10nm、15nm、20nm、20nm、30nm、50nm、20nm、30nm、50nm等。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述多孔材料选自无机氧化物，进一步优选含有SiO2和/或Al2O3的无机氧化物。在一个优选实施例中，所述多孔材料为SiO2和Al2O3的混合物。
[0019]本专利技术还提供了一种中空球形载体的制备方法，其包括以下步骤：
[0020]1)将第一可溶性盐与第一粘结剂混合，形成第一球形颗粒；
[0021]2)将第二可溶性盐和多孔材料前体混合，形成混合物；
[0022]3)将步骤2)形成的混合物用第二粘结剂包覆在所述第一球形颗粒的表面，形成第二球形颗粒；
[0023]4)将第二球形颗粒进行焙烧；
[0024]5)用所述第一可溶性盐和第二可溶性盐的良性溶剂脱除焙烧后的第二球形颗粒中的所述第一可溶性盐和所述第二可溶性盐。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一可溶性盐与所述第二可溶性盐相同或不同，选自碱金属或碱土金属的氯盐、溴盐、碳酸盐、碳酸氢盐，优选选自氯化钠、氯化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、溴化钠和溴化钾。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一粘结剂与所述第二粘结剂相同或不同，选自无机物溶胶，优选选自硅溶胶和铝溶胶中的一种或多种。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，所述多孔材料前体包括无机氧化物中的一种或多种，优选含硅化合物、含铝化合物和含钛化合物中的一种或多种，优选选自氧化铝、氧化钛和氧化硅中的一种或多种。例如为SiO2、γ-Al2O3、硅铝酸盐等。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，所述良性溶剂为水性溶剂，优选水，更优选去离子水。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一球形颗粒与所述第二球形颗粒的平均直径之比为1：(1-16)，优选1:(2-10)。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，第二可溶性盐与多孔材料前体的质量比为(0.1-2.0)：1，优选为(0.3-1.8)：1，更优选为(0.6-1.5)：1，最优选为(0.8-1.3)：1。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一球形颗粒的粒径为1-7mm，例如为2.0-2.5mm，3.0-3.5mm。
[0032]根据本专利技术的一些实施方式，所述第二球形颗粒的粒径为3-8mm，优选为4.0-4.5mm，5.0-5.5mm，6.0-6.5mm，7.0-7.5mm。
[0033]根据本专利技术的一些实施方式，步骤1)所述混合在滚球机中进行；步骤3)所述包覆在滚球机中进行。
[0034]根据本专利技术的一些实施方式，所述焙烧的温度为500-800℃，优选600-750℃。
[0035]根据本专利技术的一些实施方式，所述焙烧的时间为1-48h，优选2-10小时。
[0036]通过上述制备方法可以获得中空球形载体，其包括多孔材料的壳层和由所述壳层围成的球形空腔，所述空腔的直径为0.5-5mm，和/或所述壳层的厚度为1-5mm。所述载体可以具有25-500N的抗压碎强度和/或0.1-5％的磨耗率，和/或所述载体可以具有整体孔隙率20-80％。
[0037]根据本专利技术的一些实施方式，由此方法制备的中空球形载体的壳层的孔隙率为30-75％；和/或所述壳层的比表面积为1-200m2/g，和/或所述壳层的平均孔径范围为0.5-500nm。
[0038]本专利技术进一步提供了上述中空球形载体和/或上述的制备方法制备得到的中空球本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空球形载体，其包括多孔材料的壳层和由所述壳层围成的球形空腔，所述空腔的平均直径与所述壳层的平均厚度之比为0.1-3.5；优选地，所述空腔的平均直径为0.5-5mm，和/或所述壳层的平均厚度为1-5mm。2.根据权利要求1所述的中空球形载体，其特征在于：所述载体具有25-500N的平均抗压碎强度和/或0.1-5％的磨耗率，和/或所述载体的整体孔隙率为20-80％。3.根据权利要求1或2所述的中空球形载体，其特征在于：所述壳层的孔隙率为30-75％；和/或所述壳层的比表面积为1-200m2/g，和/或所述壳层的平均孔径范围为0.5-500nm。4.根据权利要求1-3中任一项所述的中空球形载体，其特征在于：所述多孔材料选自无机氧化物，进一步优选含有SiO2和/或Al2O3的无机氧化物，最优选SiO2和Al2O3的混合物。5.一种中空球形载体的制备方法，其包括以下步骤：1)将第一可溶性盐与第一粘结剂混合，形成第一球形颗粒；2)将第二可溶性盐和多孔材料前体混合，形成混合物；3)将步骤2)形成的混合物用第二粘结剂包覆在所述第一球形颗粒的表面，形成第二球形颗粒；4)将第二球形颗粒进行焙烧；5)用所述第一可溶性盐和第二可溶性盐的良性溶剂脱除焙烧后的第二球形颗粒中的所述第一可溶性盐和所述第二可溶性盐。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述第一可溶性盐与所述第二可溶性盐相同或不同，选自碱金属或碱土金属的氯盐、溴盐、碳酸盐、碳酸氢盐，优选选自氯化钠、氯化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、溴化钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文杰，王伟华，宋卫林，杨斌，奚美珍，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：