一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种MnO2‑
ZrO2/OH
‑
‑
H
β
金属固体酸催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种固体酸催化剂及其制备方法与应用，尤其涉及一种
MnO2‑
ZrO2/OH
‑
‑
H
β
及其制备方法与应用
。

技术介绍

[0002]苯胺是重要的化工原料和中间体，广泛应用于染料
、
医药中间体及材料助剂等领域
。
苯胺
N
‑
烷基化反应是商业上一种重要的化学反应，近年来精细化工领域发展迅速，对于
N,N
‑
二甲基苯胺的产量需求不断提高
。
[0003]国内外文献报道的生产
N,N
‑
二甲基苯胺的方法主要有：苯胺甲醇法
、
卤代烃法
、
碳酸二甲酯法及
CO2/H2N
‑
甲基化法等
。
工业上生产
N,N
‑
二甲基苯胺的方式主要有液相法和气相法两种
。
液相法大多采用无机酸作为催化剂，不能连续化生产
、
副产物多且能耗高
。
气相法主要采用固体酸作为催化剂，可在常压下反应且连续化生产，固体酸催化剂一般包括无机盐
、
分子筛
、
复合氧化物等
。
[0004]目前，生产
N,N
‑
二甲基苯胺的工艺方法存在反应温度高
、
原料转化率低
、
使用寿命短等问题，其中以
H
β
分子筛为催化剂有着较高的转化率，可以降低反应温度，减少能耗，但副产物增长速率较快，影响了催化剂的使用寿命
。
因此，开发具有转化率高
、
抗结焦能力强
、
使用寿命长的催化剂具有潜在的工业应用价值
。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种不仅具有较高的稳定性及抗结焦性能，还具有较高的转化率
、
选择性及使用寿命的
MnO2‑
ZrO2/OH
‑
‑
H
β
金属固体酸催化剂；本专利技术的第二个目的是提供上述的
MnO2‑
ZrO2/OH
‑
‑
H
β
金属固体酸催化剂的制备方法；本专利技术的第三个目的是提供上述的
MnO2‑
ZrO2/OH
‑
‑
H
β
金属固体酸催化剂在催化合成
N,N
‑
二甲基苯胺中的应用
。
[0006]技术方案：本专利技术所述的
MnO2‑
ZrO2/OH
‑
‑
H
β
金属固体酸催化剂，包括具有多级孔的
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体，所述
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体上负载有
MnO2和
ZrO2；其中，
MnO2占催化剂总质量的
1~30wt%
，
ZrO2占催化剂总质量的
1~30wt%。
[0007]其中，具有多级孔的
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体中的“多级孔”是指
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体包括不同大小孔径的孔；优选包括不同微介孔尺寸的孔
。
[0008]进一步的，
MnO2占催化剂总质量的
1~20wt%
，
ZrO2占催化剂总质量的
1~20wt%
；优选地，
MnO2占催化剂总质量的
1~10wt%
，
ZrO2占催化剂总质量的
1~10wt%
；更优选地，
MnO2占催化剂总质量的
5wt%
，
ZrO2占催化剂总质量的
5wt%。
负载金属的量过大，会堵塞催化剂的内部孔道，覆盖活性位点，负载金属的量过小，会导致双金属协同作用降低，影响反应效果
。
[0009]其中，所述
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体的硅铝比为
25~40
；优选为
25。
[0010]其中，所述
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体由
H
β
分子筛经煅烧处理
、
碱处理和离子交换制得；所述碱优选为
NaOH
和
/KOH
；更优选为
NaOH。
[0011]上述的
MnO2‑
ZrO2/OH
‑
‑
H
β
金属固体酸催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将
H
β
分子筛经煅烧处理
、
碱处理和离子交换制得具有多级孔的
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体；（2）将
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体置于锰盐和锆盐的水溶液中，进行等体积浸渍，后取出干燥研磨后煅烧处理，制得
MnO2‑
ZrO2/OH
‑
‑
H
β
金属固体酸催化剂
。
[0012]其中，步骤（1）
、
步骤（2）中的煅烧温度为
500~600℃
，煅烧时间为
4~6h。
[0013]其中，步骤（1）中，碱处理的过程具体为：按固液比
(g/ml)
为
1:10~30
，将
H
β
分子筛与浓度为
0.3~0.7mol/L
的碱溶液混合，进行搅拌浸渍回流，在
60~70℃
下处理
0.4~0.6h
，待冷却至室温后水洗抽滤至滤液
pH=7
，将所得滤饼放入
100~120℃
烘箱中干燥
8~10h
，将烘干后的固体研磨成粉末；所述碱溶液优选为
NaOH
和
/KOH
溶液；更优选为
NaOH
溶液
。
[0014]其中，步骤（1）中，离子交换的过程具体为：按固液比
(g/ml)
为
1:10~30
，将碱处理得到的粉末与浓度为<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
MnO2‑
ZrO2/OH
‑
‑
H
β
金属固体酸催化剂，其特征在于，包括具有多级孔的
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体，所述
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体上负载有
MnO2和
ZrO2；其中，
MnO2占催化剂总质量的
1~30wt%
，
ZrO2占催化剂总质量的
1~30wt%。2.
根据权利要求1所述的
MnO2‑
ZrO2/OH
‑
‑
H
β
金属固体酸催化剂，其特征在于，所述
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体的硅铝比为
25~40。3.
根据权利要求1所述的
MnO2‑
ZrO2/OH
‑
‑
H
β
金属固体酸催化剂，其特征在于，所述
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体由
H
β
分子筛经煅烧处理
、
碱处理和离子交换制得
。4.
一种权利要求1所述的
MnO2‑
ZrO2/OH
‑
‑
H
β
金属固体酸催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将
H
β
分子筛经煅烧处理
、
碱处理和离子交换制得具有多级孔的
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体；（2）将
OH
‑
‑
H
β
分子筛载体置于锰盐和锆盐的水溶液中，进行等体积浸渍，后取出干燥研磨后煅烧处理，制得
MnO2‑
ZrO2/OH
‑
‑
H
β
金属固体酸催化剂
。5.
根据权利要求4所述的
MnO2‑
ZrO2/OH
...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾正桂，陈方弈，曹晓艳，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：