銅基催化劑載體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種銅基催化劑載體的制備方法，步驟如下：取粉碎的植物類原料，用混酸在20～80℃溫度下，炭化2～12h得到炭化料；用去離子水將炭化料洗至pH＝7后進(jìn)行活化的得到活化后的活性炭；將活化后的活性炭用2mol/L的鹽酸進(jìn)行洗滌，洗至pH＝7，置于烘箱中100-120℃進(jìn)行烘干得到產(chǎn)品。本發(fā)明在活性炭的制備工藝中采用混酸炭化法，反應(yīng)時(shí)間短，提高有機(jī)硅單體的生產(chǎn)效率，節(jié)水節(jié)能，降低能耗，制備工藝簡(jiǎn)單，方便、有效，得到的載體具有優(yōu)良的微觀物性，以該載體制得的催化劑活性組分分散好，避免形成的粉體硬團(tuán)聚。
【專利說明】銅基催化劑載體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種催化劑，具體涉及一種銅基催化劑載體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]活性炭是一種具有高度發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)和比表面積很大的吸附材料?；钚蕴康闹苽湓现饕譃閮纱箢?植物類和礦物類。植物類主要包括:木材、椰殼、杏核等；礦物類包括:煤、石油焦、合成樹脂等?；钚蕴康囊话阒苽浞椒ㄖ饕?jīng)過炭化和活化兩步。炭化的目的是得到適宜于活化的初始空隙以及具有一定機(jī)械強(qiáng)度的炭化料，目前一般炭化方法則是在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行加熱處理，由于炭化時(shí)間長(zhǎng)炭化溫度較高，所以對(duì)能量消耗很大?；罨襟E是制備活性炭的關(guān)鍵步驟，活化方法分為兩類:物理活化和化學(xué)活化。物理活化是指利用水蒸氣、二氧化碳等氧化性氣體與含碳材料內(nèi)部的碳原子反應(yīng)，通過開孔、擴(kuò)孔和創(chuàng)造新孔形成的豐富的微孔；化學(xué)活化是通過化學(xué)試劑鑲嵌入炭顆粒內(nèi)部，進(jìn)而開創(chuàng)出豐富的微孔。其活化溫度相對(duì)較低、活化時(shí)間短，一般來說只需要幾個(gè)小時(shí)，最常用的活化劑為Κ0Η。
[0003]有機(jī)硅單體是指含有S1-C鍵，且在硅原子上至少結(jié)合一個(gè)有機(jī)基團(tuán)的化合物，主要包括:甲基氯硅烷(簡(jiǎn)稱甲基單體)、苯基氯硅烷(簡(jiǎn)稱苯基單體)、甲基乙烯基氯硅烷、乙基二氣硅烷、丙基二氣硅烷、乙烯基二氣硅烷、Y _氣丙基二氣硅烷和氣娃單體等。其中甲基氯硅烷(包括一甲基、二甲基、三甲基氯硅烷)最為重要。作為工業(yè)上廣泛使用的有機(jī)硅材料是指含有O-S1-O主 鏈、并在Si原子上結(jié)合至少一個(gè)有機(jī)基團(tuán)的高分子聚合物的總稱，通常由有機(jī)硅單體(如甲基氯硅烷)水解制備。有機(jī)硅單體是制備硅油、硅橡膠、硅樹脂以及硅烷偶聯(lián)劑的原料，是整個(gè)有機(jī)硅行業(yè)的基礎(chǔ)。
[0004]迄今為止，有機(jī)硅單體仍普遍采用B.G.Rochow于1940年所發(fā)明的直接法大規(guī)模合成。在Rochow直接法中，元素Si和鹵代烴(如CH3Cl)在銅基催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，直接合成各種有機(jī)硅單體(如甲基氯硅烷)。
[0005]合成有機(jī)硅單體所用銅基催化劑主要分為三類:①金屬銅或硅銅合金；②銅-氧化亞銅-氧化銅(Cu-Cu20-Cu0)組合物；③氯化亞銅。其中氯化亞銅催化劑由于在制備過程中相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)、不需要昂貴的設(shè)備與較為苛刻的條件而被廣泛采用。傳統(tǒng)上，制備銅(I)基(氯化亞銅)催化劑的工藝是在攪拌情況下，在Cu2+(CuSO4)和Cl_(NaCl)的混合溶液中加入S032_(Na2SO3)還原，析出CuCl沉淀，然后將沉淀通過酸洗、醇洗、抽濾后，放入真空干燥箱干燥，最后冷卻、封裝。在此工藝中，反應(yīng)過程的控制普遍通過對(duì)反應(yīng)條件的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)，這樣的反應(yīng)條件包括:溫度、S032_的濃度、Cu2+和Cl—的濃度、各離子之間的濃度比值等。然而在以S032—作為還原劑的前提下，僅僅通過改變所述反應(yīng)條件并不能令人滿意。要想獲得較為理想的氯化亞銅催化劑，有必要針對(duì)這一看似簡(jiǎn)單的反應(yīng)過程采用更為有效的處理方法。
[0006]CN200410009467.9報(bào)道了一種用于有機(jī)硅單體合成的氯化亞銅催化劑的制備方法，所述方法的特征是:在采用3032_還原Cu2+和Cl—的混合溶液的反應(yīng)步驟中，通過加入分散劑來控制最終生成的氯化亞銅的粒度和形貌，所述分散劑包括陰離子分散劑(硫酸酯鹽、磺酸鹽、磷酸醋鹽)、陽離子分散劑(季胺鹽、胺鹽)、兩性分散劑(氨基酸型、內(nèi)胺鹽型)以及非離子分散劑(聚乙二醇型、多元醇型、聚烷酮型)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種銅基催化劑載體的制備方法，反應(yīng)時(shí)間短，提高有機(jī)硅單體的生產(chǎn)效率，節(jié)水節(jié)能，降低能耗，制備工藝簡(jiǎn)單，方便、有效，得到的載體具有優(yōu)良的微觀物性，以該載體制得的催化劑活性組分分散好，避免形成的粉體硬團(tuán)聚。
[0008]銅基催化劑載體的制備方法，步驟如下:
[0009](I)取 粉碎的植物類原料，用混酸在20~80°C溫度下，炭化2~12h得到炭化料；
[0010](2)用去離子水將炭化料洗至pH = 7后進(jìn)行活化的得到活化后的活性炭；
[0011](3)將活化后的活性炭用2mol/L的鹽酸進(jìn)行洗滌，洗至pH = 7，置于烘箱中100-120°C進(jìn)行烘干得到產(chǎn)品。
[0012]植物類原料粉碎的粒度為200-300目。
[0013]植物類原料為酒糟渣和/或核桃殼。
[0014]混酸為工業(yè)硫酸和硝酸的混酸，濃硫酸和硝酸的混合質(zhì)量比為10:1~20:1?；焖岬馁|(zhì)量濃度為大于60%。
[0015]混酸與植物類原料的質(zhì)量比為4~8:1。
[0016]活化采用物理活化，物理活化采用的活化劑為二氧化碳和/或水蒸汽，活化溫度為800~1000°C，活化時(shí)間為12~24h。
[0017]活化采用化學(xué)活化，化學(xué)活化采用的活化劑為氫氧化鉀和/或磷酸，活化溫度為600~900°C，活化時(shí)間I~3h。其中，活化劑與植物類原料的質(zhì)量比為3-4:1。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]本發(fā)明在活性炭的制備工藝中采用混酸炭化法，反應(yīng)時(shí)間短，提高有機(jī)硅單體的生產(chǎn)效率，節(jié)水節(jié)能，降低能耗，制備工藝簡(jiǎn)單，方便、有效，得到的載體具有優(yōu)良的微觀物性，以該載體制得的催化劑活性組分分散好，避免形成的粉體硬團(tuán)聚。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021]實(shí)施例1
[0022]稱取200目的酒糟渣20g，用80g混酸在20°C下炭化2h，濃硫酸與濃硝酸的比例為10:1，炭化后洗至pH = 7，采用化學(xué)法活化，活化劑采用KOH，KOH與酒糟渣的質(zhì)量比為3:1，活化溫度為600°C，活化時(shí)間lh，洗至pH = 7，用2mol/L的稀鹽酸進(jìn)行洗滌至pH = 7，在IOO0C的烘箱烘干得到銅基催化劑載體。
[0023]實(shí)施例2
[0024]稱取300目的酒糟渣20g，用160g混酸在80°C下炭化12h，濃硫酸與濃硝酸的比例為20:1，炭化后洗至pH = 7，采用化學(xué)法活化，活化劑采用KOH，KOH與酒糟渣的質(zhì)量比為4:1，活化溫度為800°C，活化時(shí)間3h，洗至pH = 7，用2mol/L的稀鹽酸進(jìn)行洗滌至pH = 7，在110°C的烘箱烘干得到銅基催化劑載體。
[0025]實(shí)施例3[0026]稱取250目的酒糟渣20g，用100g混酸在50°C下炭化126h，濃硫酸與濃硝酸的比例為12:1，炭化后洗至pH = 7，采用化學(xué)法活化，活化劑采用KOH，KOH與酒糟渣的質(zhì)量比為3:1，活化溫度為700°C，活化時(shí)間2h，洗至pH = 7，用2mol/L的稀鹽酸進(jìn)行洗滌至pH = 7，在120°C的烘箱烘干得到銅基催化劑載體。
[0027]實(shí)施例4
[0028]稱取300目的酒糟渣20g，用120g混酸在80°C下炭化12h，濃硫酸與濃硝酸的比例為20:1，炭化后洗至pH = 7，采用物理活化法，活化劑采用CO2,活化溫度為800°C，活化時(shí)間24h，用2mol/L的稀鹽酸進(jìn)行洗滌至pH = 7，在100°C的烘箱烘干得到銅基催化劑載體。
[0029]實(shí)施例5
[0030]稱取300目的酒糟渣20g，用100g混酸在80°C下炭化8h，濃硫酸與濃硝酸的比例為20:1，炭化后洗至pH = 7，采用物理活化法，活化劑采用CO2,活化溫度為1000°C，活化時(shí)間12h，用2mol/L的稀鹽酸進(jìn)行洗滌至pH = 7，在110°C的烘箱烘干得到銅基催化劑載體。
[0031]實(shí)施例6
[0032]稱取300目的酒糟渣20g，用80g混酸在80°C下炭化12h，濃硫酸與濃硝酸的比例為15:1，炭化后洗至pH = 7，采用物理活化法，活化劑采用CO2,活化溫度為900°C，活化時(shí)間18h，用2mol/L的稀鹽酸進(jìn)行洗滌至pH = 7，在120°C的烘箱烘干得到銅基催化劑載體。
[0033]實(shí)施例7
[0034]稱取250目的酒 糟渣20g，用100g混酸在80°C下炭化12h，濃硫酸與濃硝酸的比例為15:1，炭化后洗至pH= 7，采用物理活化法，活化劑采用水蒸氣，活化溫度為ΙΟΟΟ?，活化時(shí)間16h，用2mol/L的稀鹽酸進(jìn)行洗滌至pH = 7，在100°C的烘箱烘干得到銅基催化劑載體。
[0035]實(shí)施例8
[0036]稱取300目的酒糟渣20g，用80g混酸在60°C下炭化12h，濃硫酸與濃硝酸的比例為10:1，炭化后洗至PH = 7，采用化學(xué)活化法，活化劑采用磷酸，活化劑與酒糟渣的質(zhì)量比為4 ;1，活化溫度為600°C，活化時(shí)間2h，用2mol/L的稀鹽酸進(jìn)行洗滌至pH = 7，在110°C的烘箱烘干得到銅基催化劑載體。
【權(quán)利要求】
1.一種銅基催化劑載體的制備方法，其特征在于，步驟如下: (1)取粉碎的植物類原料，用混酸在20~80°C溫度下，炭化2~12h得到炭化料； (2)用去離子水將炭化料洗至pH= 7后進(jìn)行活化得到活化后的活性炭； (3)將活化后的活性炭用2mol/L的鹽酸進(jìn)行洗滌，洗至？!1=7，置于烘箱中100-1201:進(jìn)行烘干得到產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅基催化劑載體的制備方法，其特征在于，植物類原料為酒糟渣和/或核桃殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅基催化劑載體的制備方法，其特征在于，混酸為工業(yè)硫酸和硝酸的混酸，濃硫酸和硝酸的混合質(zhì)量比為10:1~20:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅基催化劑載體的制備方法，其特征在于，混酸與植物類原料的質(zhì)量比為4~8:1 。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅基催化劑載體的制備方法，其特征在于，活化采用物理活化，物理活化采用的活化劑為二氧化碳和/或水蒸汽，活化溫度為800~1000°C，活化時(shí)間為12~24h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅基催化劑載體的制備方法，其特征在于，活化采用化學(xué)活化，化學(xué)活化采用的活化劑為氫氧化鉀和/或磷酸，活化溫度為600~900°C，活化時(shí)間I~3h。
【文檔編號(hào)】B01J32/00GK104016342SQ201410309104
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】王廣建, 張路平, 焦沖, 曹永剛 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué), 山東方宇潤(rùn)滑油有限公司