【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及酸催化相关领域，更具体为涉及一种具有强lewis酸性的催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、路易斯酸(lewis acid)是指具有空轨道并且能够接受电子的化学物种，例如金属氧化物表面配位不饱和的金属离子位点就是潜在的lewis酸性位，硅铝分子筛中的lewis酸性位点与al密切相关，具有空轨道的al位点能够作为分子筛中的lewis酸性位参与反应。lewis酸被广泛用于不同的催化领域，在反应过程中，它既能够独立催化反应的发生，也可以与酸性位、金属物种、碱性位等其他活性位点协同作用以得到目标产物。以lewis酸催化的c-c键的形成是经典有机合成中c-c键构筑的重要方法，傅-克反应(friedel-crafts reaction)、狄尔斯-阿尔德反应(diels-alder reaction)均可由最普通的lewis酸催化剂如alcl3、ticl4等催化完成。lewis酸碱对催化剂由lewis酸和lewis碱组成，能够催化小分子反应生成高分子，在高分子合成等领域得到了极高的关注。除了热催化领域，lewis酸也被广泛应用于电催化和光催化领域，如受阻lewis酸碱对能够助力高选择性的电催化制尿素过程，lewis酸性位点与光敏中心协同作用能够实现高效的光氧化还原反应的发生。有关lewis酸性位点的研究引发了越来越多的关注。lewis酸的强度反映了该活性位点在反应过程中接受电子能力的强弱，这与催化剂表面分子的扩散和反应过程密切相关，因此调控催化剂表面lewis酸强度是控制其反应性能的重要途径。
2、cn10826
3、cn105272804a公开了一种芳烃烷基转移与非芳烃裂解增产二甲苯的方法，该方法以beta分子筛为主要活性组分，设计双层催化剂体系，对非芳烃组分进行选择性开环裂解，生成c2-c5轻组分，能够获得较高二甲苯收率及高苯产品纯度。
4、cn108948366a公开了一种具有丰富lewis酸性位的fe-mof催化剂的制备及其脱硫应用。该催化剂是以铁盐和均苯三甲酸为原料，制备了一种具有丰富lewis酸性位的fe-mof催化剂。
5、cn112473743a公开了一种lewis酸-碱双功能催化剂及其制备方法和应用。该催化剂是以2,4,6-三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪与均苯三甲酸组成混配体，以ni(ii)为中心粒子，将混配体和中心粒子组装后形成的三维多孔结构催化剂，具有lewis酸碱对双功能活性位点，能够用于温和条件下的一锅串联芳香醇催化氧化knoevenagel缩合反应。
6、cn1362286a公开了一种以无机或有机的多孔载体和由一种杂多酸以及lewis酸为主要成分的烷基化用催化剂。该催化剂在多孔载体上同时负载杂多酸和lewis酸，以重量计杂多酸占载体的10w％～55w％，lewis酸占载体的1w％～5w％。
7、综上所述，目前对于lewis酸对催化剂性能影响的关注点主要集中在酸量的提升及其与其他活性位点的相互作用上，而对如何进一步提升催化剂性能仍有待进一步研究。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的非芳烃加氢裂解反应中非芳烃转化率有待提高的问题，本专利技术提供了一种具有强lewis酸性的催化剂及其制备方法和应用。该催化剂能够用于非芳烃加氢裂解反应，具有协同效果好、转化率高，副反应少的特点。
2、本专利技术第一方面提供了一种具有强lewis酸性的催化剂，包括：
3、a)氧化物载体，
4、b)至少一种金属元素；
5、所述催化剂，利用三甲基膦为探针分子的固体核磁共振技术表征，在-5～-20ppm的范围内出峰。
6、进一步地，以吡啶为探针分子对催化剂进行吡啶吸附红外测试，所述催化剂中，强lewis酸占总lewis酸的至少1％，优选为至少20％，进一步优选为至少40％。
7、进一步地，所述的氧化物载体为al2o3、tio2、zro2、zno、nb2o5、cuo、ceo2中的至少一种，优选为zro2、nb2o5中的至少一种。
8、进一步地，金属元素选自v、cr、mo、w、co、sn、bi中的至少一种，优选为co和/或w。
9、进一步地，以催化剂的重量为基准，金属组分的含量为0.01％～50％，优选为0.1％～40％，进一步优选为1％～10％，氧化物载体的含量为50％～99.99％，优选为60％～99.9％，进一步优选为90％～99％。
10、进一步地，所述的氧化物载体为经过酸性ph缓冲液处理过的氧化物载体。
11、本专利技术第二方面提供了上述具有强lewis酸性的催化剂的制备方法，包括：
12、(1)以酸性ph缓冲液对载体原料表面进行刻蚀处理，得到载体i；
13、(2)将金属负载于载体i上，经干燥，焙烧，得到催化剂。
14、进一步地，步骤(1)中，所述酸性ph缓冲液可以是磷酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、乙酸-乙酸钠缓冲液中的至少一种，优选为乙酸-乙酸钠缓冲液。
15、进一步地，步骤(1)中，所述酸性ph缓冲液的ph值为1～5，优选ph值为2～4。
16、进一步地，步骤(1)中，所述载体原料选自al2o3、tio2、zro2、zno、nb2o5、cuo、ceo2中的至少一种，优选为zro2、nb2o5中的至少一种。
17、进一步地，步骤(1)中，载体原料与ph缓冲液的质量比为1：5～1：50，优选为1：10～1：20。
18、进一步地，步骤(1)中，所述刻蚀温度为10～50℃，优选为15～30℃，刻蚀时间为1～20h，优选为3～10h。刻蚀处理时优选将载体原料与ph缓冲液混合后进行刻蚀处理。
19、进一步地，步骤(1)中，刻蚀完成后，对载体进行过滤，洗涤，干燥，得到载体i。
20、进一步地，步骤(1)中，洗涤至滤液ph值为6～7。洗涤时可以用水对载体进行洗涤。
21、进一步地，步骤(1)中，干燥温度为50～130℃，优选为80～120℃，干燥时间为5～30h，优选为12～20h。
22、进一步地，步骤(1)中，利用三甲基膦为探针分子的固体核磁共振技术表征，所述载体i在-5～-60ppm的范围内出峰。
23、进一步地，步骤(2)中，金属的负载方式可以是浸渍、沉淀或物理捏合，优选为等体积浸渍。
24、进一步地，金属的前驱体选自相应金属的金属盐。如v可以用钒酸盐，cr可以用硝酸铬或氯化铬，mo可以用钼酸盐，w可以用钨酸盐，co可以用硝酸钴或氯化钴，ni可以用硝酸镍或氯化镍，sn可以用氯化锡，bi可以用硝酸铋，优选为硝酸钴和钨酸铵。
25、进一步地，步骤(2)中，干燥温度为50～130℃，优选为80～120℃，干燥时间本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有强Lewis酸性的催化剂，包括：
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，以吡啶为探针分子对催化剂进行吡啶吸附红外测试，所述催化剂中，强Lewis酸占总Lewis酸的至少1％，优选为至少20％，进一步优选为至少40％。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述的氧化物载体为Al2O3、TiO2、ZrO2、ZnO、Nb2O5、CuO、CeO2中的至少一种，优选为ZrO2、Nb2O5中的至少一种；和/或，金属元素选自V、Cr、Mo、W、Co、Sn、Bi中的至少一种，优选为Co和/或W。
4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，以催化剂的重量为基准，金属组分的含量为0.01％～50％，优选为0.1％～40％，进一步优选为1％～10％，氧化物载体的含量为50％～99.99％，优选为60％～99.9％，进一步优选为90％～99％。
5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述的氧化物载体为经过酸性pH缓冲液处理过的氧化物载体。
6.权利要求1-5任一所述催化剂的制备方法，包括：
7.根据
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述载体原料选自Al2O3、TiO2、ZrO2、ZnO、Nb2O5、CuO、CeO2中的至少一种，优选为ZrO2、Nb2O5中的至少一种；和/或，载体原料与pH缓冲液的质量比为1：5～1：50，优选为1：10～1：20。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述刻蚀温度为10～50℃，优选为15～30℃，刻蚀时间为1～20h，优选为3～10h。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，刻蚀完成后，对载体进行过滤，洗涤，干燥，得到载体I；和/或，干燥温度为50～130℃，优选为80～120℃，干燥时间为5～30h，优选为12～20h。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，干燥温度为50～130℃，优选为80～120℃，干燥时间为5～30h，优选为12～20h；和/或，焙烧温度为250～600℃，优选为300～500℃，焙烧时间为1～5h，优选为2～4h；和/或，焙烧的气氛是空气。
12.权利要求1-5任一所述催化剂在非芳烃加氢裂解反应中的应用。
13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，反应条件为：反应温度为200～500℃，反应压力为0.5～6MPa，轻烃摩尔比为2～10，重量空速为1.0～20.0h-1。
14.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，非芳烃为含有6～9个碳原子的环烷烃、烷烃或烯烃中的至少一种，优选地，所述非芳烃为环己烷、甲基环戊烷中的至少一种；裂解后的目标产物为C2～C5的轻质非芳烃。
...【技术特征摘要】
1.一种具有强lewis酸性的催化剂，包括：
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，以吡啶为探针分子对催化剂进行吡啶吸附红外测试，所述催化剂中，强lewis酸占总lewis酸的至少1％，优选为至少20％，进一步优选为至少40％。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述的氧化物载体为al2o3、tio2、zro2、zno、nb2o5、cuo、ceo2中的至少一种，优选为zro2、nb2o5中的至少一种；和/或，金属元素选自v、cr、mo、w、co、sn、bi中的至少一种，优选为co和/或w。
4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，以催化剂的重量为基准，金属组分的含量为0.01％～50％，优选为0.1％～40％，进一步优选为1％～10％，氧化物载体的含量为50％～99.99％，优选为60％～99.9％，进一步优选为90％～99％。
5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述的氧化物载体为经过酸性ph缓冲液处理过的氧化物载体。
6.权利要求1-5任一所述催化剂的制备方法，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酸性ph缓冲液可以是磷酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、乙酸-乙酸钠缓冲液中的至少一种，优选为乙酸-乙酸钠缓冲液；和/或，所述酸性ph缓冲液的ph值为1～5，优选ph值为2～4。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述载体原料选自al2o3、tio...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴雅楠，祁晓岚，李经球，孔德金，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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