具有含氮基团的硅载体及其制备方法和乙炔加氢催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及催化剂领域，公开了一种具有含氮基团的硅载体及其制备方法以及一种乙炔加氢催化剂及其制备方法。其中，具有含氮基团的硅载体的制备方法包括：1)在氨水的存在下，使氨基硅烷与硅酸酯进行第一接触；2)使步骤1)得到的第一接触产物与醛进行第二接触。所述乙炔加氢催化剂在较低温度下和高氢炔比的条件下，具有高乙烯选择性和高乙炔转化率。具有高乙烯选择性和高乙炔转化率。

【技术实现步骤摘要】
具有含氮基团的硅载体及其制备方法和乙炔加氢催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及催化剂领域，具体涉及一种具有含氮基团的硅载体及其制备方法以及一种乙炔加氢催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]在催化反应过程中，催化作用相关的关键步骤，例如反应物吸附、反应和产物脱附等过程均涉及到催化剂表面与反应物之间的电子传递，催化剂粒径大小以及其他物质的修饰等都会影响催化剂表面的价电子的分布，从而对催化剂的催化性能产生十分重要的影响。
[0003]因此，有效改变催化剂颗粒表面价电子的特性，是实现催化剂创制的核心问题。负载型催化剂通常通过改变载体的性质以及加入助剂等来改善催化剂的性能。例如，Chesnokov等研究了载体纳米碳材料的结构对乙炔选择性加氢制乙烯反应中碳负载的铂纳米颗粒的催化行为的影响，使用电子显微镜和XPS发现纳米碳载体的结构会影响电子状态和尺寸，可以由此使得催化剂具有较高的催化活性。Chinayon通过溶胶
‑
凝胶法在氧化铝载体中引入Zn来降低载体的酸性，使乙烯的选择性提高。Jones等将Pd NPs固定到经PEI聚合物官能化的SBA
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15介孔二氧化硅中，合成了Pd
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PEI
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SiO2复合催化剂，其在二苯乙炔的液相加氢中表现出出色的活性和选择性。Ihm等研究了Pd/TiO2催化剂的C2馏份选择加氢催化性能，发现二氧化钛载体在一定条件下能被氢还原并能与金属发生强烈的相互作用，Pd/TiO2催化剂在250℃下还原，乙烯选择性最高，约达91％，其催化性能明显优于Pd/Al2O3催化剂。
[0004]如何在较低温度下实现乙炔的高选择性加氢制备乙烯，并提高乙炔的转化率，仍是本领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的乙炔加氢制备乙烯时所需反应温度高、乙炔转化率低等问题，提供一种具有含氮基团的硅载体，以及使用该具有含氮基团硅载体的乙炔加氢催化剂，所述乙炔加氢催化剂在较低温度下和高氢炔比的条件下，具有高乙烯选择性和高乙炔转化率。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种具有含氮基团的硅载体的制备方法，其中，该方法包括：
[0007]1)在氨水的存在下，使氨基硅烷与硅酸酯进行第一接触；
[0008]2)使步骤1)得到的第一接触产物与醛进行第二接触。
[0009]优选地，步骤1)中，所述氨基硅烷选自氨丙基三乙氧基硅烷、氨甲基三乙氧基硅烷、氨乙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨甲基三甲氧基硅烷和氨乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种，更优选为氨丙基三乙氧基硅烷。
[0010]优选地，所述的硅酸酯的通式为R4SiO4，其中R优选具有1
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4个碳原子的直链烷基或
支链烷基。
[0011]优选地，所述硅酸酯选自正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯和正硅酸丁酯中的一种或多种，更优选为正硅酸乙酯。
[0012]优选地，步骤1)中，所述以氨基计的氨基硅烷与以硅元素计的硅酸酯的摩尔比为1：1
‑
5，更优选为1：2
‑
4。
[0013]优选地，所述氨水的浓度为20
‑
30重量％。
[0014]优选地，所述氨水与所述硅酸酯的体积比为1：5
‑
15，更优选为1：8
‑
12。
[0015]优选地，所述第一接触的条件包括：温度为60
‑
90℃，优选为75
‑
85℃；时间为4
‑
12h，优选为6
‑
10h。
[0016]优选地，步骤2)中，所述醛以溶液形式使用，醛溶液中的醛的含量为5
‑
30mol/L，更优选为10
‑
15mol/L。
[0017]优选地，所述醛溶液选自甲醛水溶液、乙醛水溶液和丙醛水溶液中的一种或多种，更优选为甲醛水溶液。
[0018]优选地，相对于1g所述第一接触产物，所述醛溶液的用量30
‑
100mL，优选为40
‑
70mL。
[0019]优选地，步骤2)中，所述第二接触的条件包括：接触温度为40
‑
80℃，优选为50
‑
70℃；接触时间为4
‑
12h，优选为6
‑
10h。
[0020]优选地，所述方法还包括，将第一接触后的第一接触产物进行粉碎的步骤。
[0021]优选地，粉碎后所得粉碎产物的粒径为30
‑
80目，更优选为40
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60目。
[0022]优选地，所述方法进一步包括：将第二接触产物进行干燥的步骤。
[0023]更优选地，所述干燥的条件包括：温度为50
‑
70℃，时间为2
‑
6h。
[0024]本专利技术第二方面提供本专利技术第一方面所述制备方法制备得到的具有含氮基团的硅载体。
[0025]本专利技术第三方面提供一种乙炔加氢催化剂，所述乙炔加氢催化剂含有载体和负载在载体上的活性金属组分，其中，所述载体为本专利技术第二方面所述的具有含氮基团的硅载体。
[0026]优选地，所述活性金属组分为Pd、Pt、Mo、Co、Ni和Au中的一种或多种，优选为Pd。
[0027]优选地，以所述乙炔加氢催化剂总量为基准，所述活性金属组分的含量为0.1
‑
1重量％，优选为0.2
‑
0.7重量％。
[0028]本专利技术第四方面提供一种乙炔加氢催化剂的制备方法，其中，该方法包括：
[0029]1)将载体浸渍于含有活性金属组分的浸渍液中；
[0030]2)从步骤1)的浸渍液中分离出载体，并进行干燥，
[0031]其中，所述载体为本专利技术第二方面所述的具有含氮基团的硅载体。
[0032]优选地，所述方法还包括：在步骤2)所述干燥之前，进行对从步骤1)的浸渍液中分离出的载体进行洗涤的步骤。
[0033]优选地，步骤1)中，所述活性金属组分为Pd、Pt、Mo、Co、Ni和Au中的一种或多种，更优选为Pd。
[0034]优选地，步骤1)中，所述浸渍液中所述活性金属组分的含量使得制备得到的乙炔加氢催化剂中活性金属的含量为0.1
‑
1重量％，更优选为0.2
‑
0.7重量％。
[0035]优选地，浸渍液中所述活性金属组分的含量为0.005
‑
0.03g/L。
[0036]更优选地，所述浸渍液中所述活性金属组分的含量为0.01
‑
0.02g/L。
[0037]优选地，相对于所述载体1g，所述浸渍液的用量为20
‑
100mL，更优选为30
‑
50mL。
[0038]优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有含氮基团的硅载体的制备方法，其特征在于，该方法包括：1)在氨水的存在下，使氨基硅烷与硅酸酯进行第一接触；2)使步骤1)得到的第一接触产物与醛进行第二接触。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1)中，所述氨基硅烷选自氨丙基三乙氧基硅烷、氨甲基三乙氧基硅烷、氨乙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨甲基三甲氧基硅烷和氨乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种，优选为氨丙基三乙氧基硅烷；优选地，所述的硅酸酯的通式为R4SiO4，其中R优选具有1
‑
4个碳原子的直链烷基或支链烷基；优选地，所述硅酸酯选自正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯和正硅酸丁酯中的一种或多种，更优选为正硅酸乙酯。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤1)中，所述以氨基计的氨基硅烷与以硅元素计的硅酸酯的摩尔比为1：1
‑
5，优选为1：2
‑
4；优选地，所述氨水的浓度为20
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30重量％；优选地，所述氨水与所述硅酸酯的体积比为1：5
‑
15，优选为1：8
‑
12；优选地，所述第一接触的条件包括：温度为60
‑
90℃，优选为75
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85℃；时间为4
‑
12h，优选为6
‑
10h。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的制备方法，其中，步骤2)中，所述醛以溶液形式使用，醛溶液中的醛的含量为5
‑
30mol/L，优选为10
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15mol/L；优选地，所述醛溶液选自甲醛水溶液、乙醛水溶液和丙醛水溶液中的一种或多种，优选为甲醛水溶液；优选地，相对于1g所述第一接触产物，所述醛溶液的用量30
‑
100mL，优选为40
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70mL；优选地，步骤2)中，所述第二接触的条件包括：接触温度为40
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80℃，优选为50
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70℃；接触时间为4
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12h，优选为6
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10h。5.根据权利要求1
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4中任意一项所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵葛新，张超稳，宋春利，刘占宇，何斌，
申请(专利权)人：中国石化催化剂有限公司中石化催化剂大连有限公司，
类型：发明
国别省市：