一种铜铁复合氧化物催化剂的制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种铜铁复合氧化物催化剂的制备方法和应用，所述铜铁复合氧化物催化剂的制备方法是将γ

【技术实现步骤摘要】
一种铜铁复合氧化物催化剂的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种催化剂制备和应用技术，具体涉及一种铜铁复合氧化物催化剂的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，生产炔二醇一般采用改良Reppe、淤浆床或悬浮床工艺在常压或者低压条件下进行反应。以乙炔和甲基酮为原料，以甲基叔丁基醚为溶剂，在大量的KOH催化作用下，发生Reppe反应，所产生的炔二醇物料黏稠。其反应过程中使用的溶剂和反应气乙炔过量。产生较多的尾气，其尾气以甲基叔丁基醚为主，以及乙炔和甲基酮等。这几种成分的存在使得炔二醇生产尾气处理存在以下诸多难度：
[0003]其一，甲基叔丁基醚(MTBE)是一种无色透明、具有醚类所特有气味的液体，由于甲基叔丁基醚的高水溶性、低土壤吸附性，其一旦由于泄漏等原因进入环境中后，能迅速渗透到地下水中，随着地下水的流动而扩散，这对以地下水为饮用水源的地区安全造成严重威胁。甲基叔丁基醚在水中具有高溶解性(51g/L)，普通方法很难将其从水中萃取出来，目前去除水中MTBE的物理化学方法主要包括以下几种：吹脱法、吸附法、膜过滤法、生物治理法等。但由于以上方法的成本、处理规模等条件的限制，使其难以有效处理天然水体中痕量的MTBE。
[0004]其二，乙炔为无色芳香气味的易燃气体，在空气中爆炸极限为2.3％
‑
72.3％(vol)。受热、震动、电火花等因素都可以引发猛烈爆炸。
[0005]其三，尾气中的总挥发性有机化合物(TVOC)含量较高，TVOC是熔点低于室温而沸点在50
‑
260℃之间的挥发性有机化合物的总称。据统计，2015年我国的VOCs总排放量达到了2500万吨，其中以化工为主的工业源排放最多，占43％；交通源约占28％；生活源和农业源占15％和14％。加强工业源和交通源中重点行业VOCs减排，成为“十三五”期间VOCs治理的工作重点。
[0006]因此，必须开发出炔二醇生产尾气的有效处理方法，一方面要达到国家对行业的排放标准，另一方面也降低该尾气处理的成本。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种铜铁复合氧化物催化剂的制备方法和应用，该催化剂尺寸均一、分散均匀，制备原料来源广泛，成本低廉，制备过程安全易控，可以进行规模化生产。此外，该催化剂应用于炔二醇生产尾气的处理效果优异，适用于炔二醇的工业化生产过程。本专利技术的技术方案为：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种铜铁复合氧化物催化剂的制备方法，是将γ
‑
Al2O3浸渍在Cu(NO3)2和Fe(NO3)3的混合溶液中，再转移至具有搅拌装置的煅烧炉中边搅拌边煅烧，得到铜铁复合氧化物催化剂。
[0009]进一步的，所述制备方法包括以下步骤：
[0010](1)将γ
‑
Al2O3浸渍在Cu(NO3)2和Fe(NO3)3的混合溶液中，并在混合溶液中加入N
‑
甲基吡咯烷酮混匀；
[0011](2)进一步在混合溶液中加入氨水调节pH至9～11，于20～25℃下老化，之后将γ
‑
Al2O3取出干燥，转移至管式炉中煅烧，得到铜铁复合氧化物化剂。
[0012]进一步地，所述Cu(NO3)2和Fe(NO3)3的混合溶液中，铜铁摩尔比为(2～4)：1。
[0013]优选地，所述Cu(NO3)2和Fe(NO3)3的混合溶液中，铜铁摩尔比为3：1。
[0014]进一步地，N
‑
甲基吡咯烷酮的加入量为Cu(NO3)2和Fe(NO3)3的混合溶液质量的1～5％。
[0015]优选地，N
‑
甲基吡咯烷酮的加入量为Cu(NO3)2和Fe(NO3)3的混合溶液质量的2％。
[0016]优选地，在混合溶液中加入氨水调节pH至10。
[0017]进一步地，所述老化时间为16～20h。
[0018]优选地，所述老化时间为18h。
[0019]进一步地，所述干燥方式为水浴干燥，干燥时间为6～10h。
[0020]优选地，所述干燥时间为8h。
[0021]进一步地，所述煅烧的控制条件为：煅烧温度为300～460℃，煅烧时间为6～10h。
[0022]优选的，所述煅烧的控制条件为：煅烧温度为380℃，煅烧时间为8h。
[0023]第二方面，本专利技术提供一种铜铁复合氧化物催化剂，是按照如上所述的制备方法制成。
[0024]第三方面，本专利技术提供上述铜铁复合氧化物催化剂在对炔二醇生产过程中产生的尾气进行催化氧化处理上的应用。
[0025]进一步地，所述应用具体包括如下步骤：
[0026]S1、将铜铁复合氧化物催化剂转移至列管反应器中，向装置中通入保护气体N2；
[0027]S2、以10000h
‑1～14000h
‑1的空速向装置底部持续通入炔二醇合成反应的尾气，列管反应温度控制为70～100℃，将列管反应器出口段的气体进行检测。
[0028]优选地，以12000h
‑1的空速向装置底部持续通入炔二醇合成反应的尾气，列管反应温度控制为80℃。
[0029]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0030]其一，本专利技术通过溶胶
‑
凝胶法制备铜铁复合氧化物催化剂，以Cu(NO3)2、Fe(NO3)3和γ
‑
Al2O3为原料，来源广泛且价格低廉，所制得的铜铁复合氧化物催化剂晶化良好，呈高分散纳米颗粒状形貌，尺寸均一。
[0031]其二，本专利技术通过将铜铁复合氧化物催化剂应用于炔二醇合成反应的尾气，催化氧化效率高，反应过程中无污染，反应催化剂可循环使用，生产过程安全，反应温度易控，成本廉价，易工业化生产，有效解决了炔二醇合成反应的尾气处理问题，以应对国家、行业等对于工业VOCs排放要求，实现该炔二醇项目的绿色环保。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例1所制得的铜铁复合氧化物催化剂的扫描电镜图。
具体实施方式
[0033]在本专利技术的描述中，需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0034]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，本专利技术的保护范围包括但不限于以下实施例，在不偏离本申请的精神和范围的前提下任何对本专利技术的技术方案的细节和形式所做出的修改均落入本专利技术的保护范围内。
[0035]本专利技术具体实施例提供了一种铜铁复合氧化物催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：将γ
‑
Al2O3浸渍在计量的Cu(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液中，Cu(NO3)2和Fe(NO3)3的混合溶液中铜铁摩尔比为(2～4)：1，加入该混合溶液质量比为1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜铁复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：是将γ
‑
Al2O3浸渍在Cu(NO3)2和Fe(NO3)3的混合溶液中，再转移至具有搅拌装置的煅烧炉中边搅拌边煅烧，得到铜铁复合氧化物催化剂。2.根据权利要求1所述的一种甲基二甲氧基氢硅烷的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：(1)将γ
‑
Al2O3浸渍在Cu(NO3)2和Fe(NO3)3的混合溶液中，并在混合溶液中加入N
‑
甲基吡咯烷酮混匀；(2)进一步在混合溶液中加入氨水调节pH至9～11，于20～25℃下老化，之后将γ
‑
Al2O3取出干燥，转移至管式炉中煅烧，得到铜铁复合氧化物化剂。3.根据权利要求1或2所述的一种甲基二甲氧基氢硅烷的制备方法，其特征在于：所述Cu(NO3)2和Fe(NO3)3的混合溶液中，铜铁摩尔比为(2～4)：1。4.根据权利要求2所述的一种甲基二甲氧基氢硅烷的制备方法，其特征在于：N
‑
甲基吡咯烷酮的加入量为Cu(NO3)2和Fe(NO3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉桥，余江，王马济世，徐峥，
申请(专利权)人：浙江绿科安化学有限公司浙江皇马尚宜新材料有限公司浙江皇马特种表面活性剂研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：