晶须增强成型催化剂载体或催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种晶须增强成型催化剂载体或催化剂的制备方法，包括晶须增强成型 催化剂载体的制备方法和晶须增强成型催化剂的制备方法。本发明专利技术是在成型基体中引入一 种或一种以上直径为0.1～5μm，长度直径比不小于2的晶须增强材料以及相应用于改善 晶须于基体中分散状态的分散剂，混合均匀后经成型、焙烧后制得。本发明专利技术的成型催化剂 载体或催化剂具有较高的抗破碎强度，这种成型方法可根据需要制备出各种形状，成型过 程简单方便，适宜工业上规模化放大生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂领域，具体涉及一种晶须增强成型催化剂载体或晶须增强成型催 化剂的制备方法。
技术介绍
化学工业的发展很大程度上依赖于催化剂的开发和研究，其中又多以反应物为气相、 催化剂为固相的气一固多相催化过程较为普遍,如固体催化剂中仅金属负载型催化剂这一 类现己被广泛应用于加氢、脱氢及氧化等各种反应当中。然而对于一种工业固体催化剂来 说，不仅要具备活性好、选择性高、活性稳定和使用寿命长等特性外，还必须具备适宜的 形状和高的抗破碎强度，以抵抗实际搬运、装填、反应过程中颗粒之间和反应组分对其的 冲击和磨耗，避免催化剂碎裂或粉化，活性组分脱落，催化剂携带损失等不良情况的发生， 因此开发具有高抗破碎强度的成型催化剂载体或催化剂对其后续的工业化开发和应用来 说尤为必要。晶须作为一种单晶纤维材料，由于其晶体结构比较完整，内部缺陷较少，机械强度近 似等于原子间价键力的理论强度，在目前所知的一维、两维、三维增强体中，其是强度最 高，性能最优的增强体。然而在使用的过程中，如果单纯添加，则起不到增加强度的作用， 且其常存在易团聚和难分散的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了更好的利用晶须的显微增强效应，针对现有固体成型催化剂载体 或催化剂难以成型或成型后抗破碎强度低等问题，将晶须显微增强引入到具体成型制备过 程中，改善晶须于基体中的分散状态，以获得高破碎强度成型催化剂载体或催化剂的制备 方法。本专利技术的目的可以通过以下措施达到一种，分为晶须增强成型催化剂载体的 制备方法或晶须增强成型催化剂的制备方法，其中，晶须增强成型催化剂载体的制备方法包括以下步骤(1) 、在成型基体中添加晶须材料，混合均匀，其中晶须材料占混料(即成型基体与 晶须材料混合材料)的质量百分比为0.1 50wtX，优选范围为0.5~25%;(2) 、向上述步骤得到的混料中加入分散剂，经充分捏合后，在挤出机上挤出成型， 得到成型体；(3) 、将成型体干燥并于200 1000 'C下焙烧处理，得到晶须增强成型催化剂载体; 晶须增强成型催化剂的制备方法包括以下步骤-(1) 、在成型基体中添加晶须材料，混合均匀，其中晶须材料占混料(即成型基体与 晶须材料混合材料)的质量百分比为0.1 50wt^，优选范围为0.5~25%:(2) 、向上述步骤得到的混料中加入分散剂，经充分捏合后，在挤条机上挤出成型， 得到成型体；(3) 、将成型体干燥并于200 1000 'C下焙烧处理得到成型催化剂载体；(4) 、用含活性金属组分的溶液浸渍上述成型催化剂载体，经干燥并于200 1000 'C 下焙烧，得到晶须增强成型催化剂；或者，晶须增强成型催化剂的制备方法由以下步骤构成(1) 、在成型基体中添加晶须材料，混合均匀，其中晶须材料占混料(即成型基体与 晶须材料混合材料)的质量百分比为0.1 50wtX,优选范围为0.5~25%;(2) 、向上述步骤得到的混料中加入分散剂和含活性金属组分的溶液，经充分捏合后， 在挤条机上挤出成型，得到成型体；(3) 、将成型体干燥并于200 100(TC下焙烧处理，得到晶须增强成型催化剂。 本专利技术对成型基体选用何种物质并无特定要求，只要是催化剂载体或催化剂的成型基体即可。为了能够更适应本专利技术的方法，成型基体选自下列物质中的至少一种硅、铝、 钛、锆、铈、矾、铁、铜、锌的氧化物或其相应的酸或相应的碱，分子筛、硅藻土、膨润 土。分子筛可以为A型、X型、Y型、SBA-15或MCM-41中至少一种。本专利技术主要利用晶须材料的物理性能，因此能够利用的晶须材料的范围极广，可以选 自金属晶须或非金属晶须中的一种或几种。其中金属晶须中的金属为金、银、铁、镍、铜、 铁、锡、铝、铂或铍；非金属晶须为氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化铜、氧化锰、氧化铍、 氧化镁或其相应的氢氧化物晶须，或者为碳化硅、碳化钛、氮化硅、氮化钛、氮化铝、炭 或碳化硼晶须。本专利技术中的晶须材料的直径优选为0.1 5 pm，长度直径比不小于2 (长 径比的上限并无要求，可以达到几百或上千，甚至更大)。本专利技术中的分散剂优选选自羧甲基纤维素、甲基纤维素、可溶性淀粉、聚乙烯醇或聚乙二醇中的一种或几种。分散剂用量为成型基体和晶须材料总质量的0.1~20%，优选范围 为0.5~10%。分散剂以水溶液的方式加入，其浓度没有严格要求，只要能够达到分散混匀 的效果即可。晶须材料与分散剂之间在成型基体中的相互作用，可以大大增强催化剂载体 或催化剂的抗破碎强度。本专利技术中的含活性金属组分的溶液为将活性物质负载在催化剂载体上的溶液，溶液的 浓度根据不同的活性物质的特性而有不同，在本专利技术中并无具体要求。而且本专利技术中并不 涉及具体选用何种活性物质及催化剂具体应用于催化哪个反应。然而根据该类催化剂的性 质，活性物质中的活性金属组分一般选用过渡金属元素(第3 12副族上金属元素)。含 活性金属组分的溶液是指含有过渡金属元素的物质的溶液，如含有过渡金属氧化物、或其 相应的酸、或相应的碱、或其相应的金属有机化合物等物质的溶液。其中活性组分(含有 过渡金属元素的物质)占基体和晶须总质量的0.1~90 wt%。用含活性金属组分的溶液浸渍成型催化剂载体时的浸渍方法可以为过量浸渍、等体积 浸渍、真空浸渍、蒸汽相浸渍或多次浸渍法中的至少一种。本专利技术得到的晶须增强成型催化剂载体或催化剂可以为粒状、圆柱状、片状、球形、 轮辐状、中空柱状、三叶草状或四叶草状，其体积当量直径不小于0.1mm。本专利技术具有以下优点1、 能获得晶须于基体中分散良好且具有高破碎强度的成型催化剂载体或催化剂；2、 成型过程简单，无须引入新的复杂的成型设备；3、 本专利技术方法具有通用性，适合各种组分和形状的成型催化剂载体或催化剂的制备；4、 本专利技术方法制备简单方便，成本较低，制备过程没有污染，适宜工业放大生产。 具体实施例方式以下通过具体实施例说明本专利技术，但本专利技术并不仅仅限定于这些实施例。 实施例一以氧化硅溶胶50wt^ (按氧化硅量折算，以下同种情况表达方式含义一致)为基体， 氧化铝晶须为50wt^(直径为0.1pm，长径比范围为2 50)，混合均匀后，继续加入分散 剂羧甲基纤维素溶液，其中羧甲基纤维素占基体和晶须(混料)总质量的百分比为lwt%, 充分捏合均匀之后，挤出成型，干燥后放入马弗炉中550 'C焙烧。得到的成型材料为柱状， 体积当量直径为2.5mm,抗破碎强度为8MPa。 实施例二以氧化铈99.5 wt^为基体，氧化锆晶须0.5 wt^(直径为1 pun，长径比为50以上)，混合均匀后，继续加入分散剂甲基纤维素溶液以及活性组分硝酸银溶液，其中甲基纤维素 和硝酸银分别占混料质量的百分比为0.1wt^和10wtX，充分捏合均匀之后，挤出成型, 干燥后放入马弗炉中20(TC焙烧。得到的成型材料为球形，体积当量直径为2mm,抗破 碎强度为4 MPa。 实施例三以氧化钛30wtM,氧化铈20wt^为基体，氧化锆晶须50 wt^(直径为2 pim，长径 比范围为50 100)，混合均匀后，继续加入分散剂可溶性淀粉溶液，其中淀粉占基体和晶 须总质量的百分比为5 wt%,充分捏合均匀之后，挤出成型，干燥后放入马弗炉中800 'C 焙烧。得到的成型材料为轮辐状，体积当量直径为5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶须增强成型催化剂载体或催化剂的制备方法，分为晶须增强成型催化剂载体的制备方法或晶须增强成型催化剂的制备方法，其中，　晶须增强成型催化剂载体的制备方法包括以下步骤：　（１）、在成型基体中添加晶须材料，混合均匀，其中晶须材料占混料的质量百分比为０．１～５０ｗｔ％；　（２）、向上述步骤得到的混料中加入分散剂，经充分捏合后，挤出成型；　（３）、将成型体干燥并于２００～１０００℃下焙烧处理，得到晶须增强成型催化剂载体；　晶须增强成型催化剂的制备方法包括以下步骤：　（１）、在成型基体中添加晶须材料，混合均匀，其中晶须材料占混料的质量百分比为０．１～５０ｗ％；　（２）、向上述步骤得到的混料中加入分散剂，经充分捏合后，在挤条机上挤出成型；　（３）、将成型体干燥并于２００～１０００℃下焙烧处理得到成型催化剂载体；　（４）、用含活性金属组分的溶液浸渍上述成型催化剂载体，经干燥并于２００～１０００℃下焙烧，得到晶须增强成型催化剂；　或者，晶须增强成型催化剂的制备方法由以下步骤构成：　（１）、在成型基体中添加晶须材料，混合均匀，其中晶须材料占混料的质量百分比为０．１～５０ｗｔ％；　（２）、向上述步骤得到的混料中加入分散剂和含活性金属组分的溶液，经充分捏合后，挤出成型；　（３）、将成型体干燥并于２００～１０００℃下焙烧处理，得到晶须增强成型催化剂。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆小华，杨祝红，陈闪山，朱银华，刘金龙，冯新，
申请(专利权)人：陆小华，杨祝红，陈闪山，朱银华，刘金龙，冯新，
类型：发明
国别省市：84