负载型非金属催化剂、制备方法及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110124647A(43)申请公布日2019.08.16(21)申请号201910569416.8(22)申请日2019.06.27(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人陆安慧李文翠陆文多(74)专利代理机构北京格旭知识产权代理事务所(普通合伙)11443代理人雒纯丹任玮静(51)Int.Cl.B01J21/08(2006.01)B01J29/03(2006.01)C07C5/48(2006.01)C07C11/06(2006.01)权利要求书2页说明书13页附图3页(54)发明名称负载型非金属催化剂、制备方法及其应用(57)摘要本发明涉及一种负载型非金属催化剂、制备方法及其在催化低碳烷烃氧化脱氢中的应用。本发明所述的负载型非金属催化剂包括硼氧化物和氧化硅，所述硼氧化物负载于氧化硅上，其中，所述硼氧化物占0.1-30质量％。本发明提供的负载型非金属催化剂，制备方法简单，以表面酸性弱的多孔氧化硅为载体，可高度分散活性位点(三配位硼氧物种)，且不易催化烯烃深度氧化。通过焙烧形成的B-O-Si键固载活性硼物种，使催化剂活性组分不易流失、稳定性好。在催化低碳烷烃氧化脱氢反应中，该催化剂由于富有活性位三配位硼氧物种以及其硼位点的亲氧性，在较低的温度(400℃)下具有高烷烃转化率和烯烃收率，CO2生成量可忽略。CN110124647ACN110124647A权利要求书1/2页1.一种负载型非金属催化剂，其特征在于，所述催化剂包括硼氧化物和氧化硅，所述硼氧化物负载于氧化硅上，其中，所述硼氧化物占0.1-30质量％。2.根据权利要求1所述的负载型非金属催化剂，其中，所述硼氧化物占5-20质量％，优选为5-10质量％。3.根据权利要求1或2所述的负载型非金属催化剂，其中，所述硼氧化物为BxOy，2/3≤x/y≤3；优选的，所述BxOy为B2O3。4.根据权利要求1-3任一项所述的负载型非金属催化剂，其中，所述氧化硅选自无定形氧化硅或全硅分子筛中的一种；优选的，所述无定形氧化硅为整体式氧化硅；或者所述无定形氧化硅选自于SBA-15、SBA-16、KIT-6和氧化硅气凝胶中的一种或两种以上，优选为SBA-15和/或氧化硅气凝胶；进一步优选的，所述全硅分子筛选自于全硅ZSM-5、MCM-41和MCM-48中的一种或两种以上，优选为全硅ZSM-5。5.根据权利要求1-4任一项所述的负载型非金属催化剂，其中，所述的负载型非金属催化剂用于催化低碳烷烃氧化脱氢。6.一种权利要求1-5任一项所述的负载型非金属催化剂的制备方法，其中，通过浸渍法或机械混合法将所述硼氧化物负载于氧化硅上得到所述负载型非金属催化剂。7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述浸渍法包括下述步骤：(a)将含硼的化合物溶解于水或醇溶剂中，得到硼前驱体溶液；(b)用步骤(a)所得到的溶液浸渍氧化硅，干燥、焙烧得到所述的负载型非金属催化剂。8.根据权利要求7所的制备方法，其中，所述醇溶剂选自于乙二醇、乙醇、乙醚或二氯甲烷中的一种。9.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述机械混合法包括下述步骤：将含硼的化合物与氧化硅混合，焙烧得到。10.根据权利要求7-9任一项所述的制备方法，其中，所述含硼的化合物选自于硼酸、氧化硼、硼酸三乙酯、双频哪醇合二硼、硼酸三苯酯、二草酸硼酸或双(邻苯二酚)二硼酸酯的一种。11.根据权利要求7-10任一项所述的制备方法，其中，所述焙烧温度为600-900℃，优选为600-700℃；进一步优选的，所述焙烧的时间为1-5小时，优选为1-3小时。12.权利要求1-5任一项所述的负载型非金属催化剂或者权利要求6-11任一项所述的制备方法制备得到的负载型非金属催化剂在催化低碳烷烃氧化脱氢中的应用。13.一种催化低碳烷烃氧化脱氢的方法，其包含下述步骤：(1)将权利要求1-5任一项所述的负载型非金属催化剂或者权利要求6-11任一项所述的制备方法制备得到的负载型非金属催化剂进行活化；(2)步骤(1)所述的负载型非金属催化剂和含有低碳烷烃、稀释气和氧化剂的混合气体接触进行催化脱氢反应。14.根据权利要求13所述的方法，其中，在步骤(1)中，进行活化的步骤为：将权利要求1-5任一项所述的负载型非金属催化剂或者权利要求6-11任一项所述的制备方法制备得到的负载型非金属催化剂在含有低碳烷烃、氧化剂和稀释气的混合气体中进行热处理；优选2CN110124647A权利要求书2/2页的，处理的温度为400-600℃，优选为500-590℃；进一步优选的，处理的时间为0.5-5小时，优选为1-3小时。15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述低碳烷烃选自于乙烷、丙