一种淀粉基氮掺杂中孔成型炭及其制备方法与应用.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CN107115883A(43)申请公布日2017.09.01(21)申请号201710343359.2B01J35/10(2006.01)(22)申请日2017.05.16C07C17/08(2006.01)C07C21/06(2006.01)(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区潮王路18号(72)发明人李瑛蓝国钧王言唐浩东王小龙韩文锋刘化章(74)专利代理机构杭州天正专利事务所有限公司33201代理人黄美娟王兵(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)B01J32/00(2006.01)B01J37/02(2006.01)B01J37/08(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种淀粉基氮掺杂中孔成型炭及其制备方法与应用(57)摘要本发明提供了一种淀粉基氮掺杂中孔成型炭，其制备方法为：将天然淀粉和模板剂混合，加入与所述混合物料等吸水体积容量的水，搅拌均匀后挤压成型，放置一段时间后烘箱干燥，得到中孔炭前体；将所得中孔炭前体放置在管式炉中，在惰性气氛保护下，升温至400～1000℃恒温焙烧l～5h，得到炭化料；将所得炭化料去除模板剂，然后用去离子水洗涤至中性，烘干，即得成品；本发明淀粉基氮掺杂中孔成型炭制备工艺简单，灰分范围和杂质含量低，不需要额外添加氮源，孔隙发达，中孔结构比例高，孔径可调，可作为无汞催化剂，或者作为催化剂载体应用，在电石法制备氯乙烯单体反应中具有优异的催化性能。CN107115883ACN107115883A权利要求书1/2页1.一种淀粉基氮掺杂中孔成型炭，其特征在于，所述淀粉基氮掺杂中孔成型炭按如下方法制备得到：(1)将天然淀粉和模板剂混合，研磨均匀得到混合物料，加入与所述混合物料等吸水体积容量的水，搅拌均匀后挤压成型，然后在5～40℃下放置4～12h，接着放入80～120℃的烘箱中干燥8～15h，得到中孔炭前体；所述天然淀粉选自：红薯淀粉、木薯淀粉、绿豆淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉或玉米淀粉中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的模板剂选自：二氧化硅、氧化镁、氧化锌、碳酸钙、氯化锌、草酸锌或碳酸氢铵；所述天然淀粉和模板剂的质量比为100：0.1～25；(2)将步骤(1)所得中孔炭前体放置在管式炉中，在惰性气氛保护下，以1～10℃/min的速率升温至400～1000℃，恒温焙烧l～5h，得到炭化料；(3)将步骤(2)所得炭化料去除模板剂，然后用去离子水洗涤至中性，烘干，即得所述的淀粉基氮掺杂中孔成型炭。2.如权利要求1所述的淀粉基氮掺杂中孔成型炭，其特征在于，步骤(1)中，所述天然淀粉选自：小麦淀粉、玉米淀粉中的一种或两者任意比例的混合物。3.如权利要求1所述的淀粉基氮掺杂中孔成型炭，其特征在于，步骤(1)中，所述的模板剂选自：二氧化硅或氧化镁。4.如权利要求1所述的淀粉基氮掺杂中孔成型炭，其特征在于，步骤(1)中，所述天然淀粉和模板剂的质量比为100：5～20。5.如权利要求1所述的淀粉基氮掺杂中孔成型炭，其特征在于，步骤(1)中，所述天然淀粉和模板剂的质量比为100：10～20。6.如权利要求1所述的淀粉基氮掺杂中孔成型炭，其特征在于，步骤(3)中，所述去除模板剂的方法为：用酸性或碱性溶液进行浸泡去除，浸泡时间为8～24h；所述的酸性或碱性溶液选自：体积分数1％～10％的稀盐酸溶液、体积分数1％～10％的氢氟酸溶液或者质量分数1％～10％的氟化氢铵溶液。7.如权利要求1所述的淀粉基氮掺杂中孔成型炭作为无汞催化剂，或者作为催化剂载体的应用。8.一种以权利要求1所述的淀粉基氮掺杂中孔成型炭作为载体制备的负载型催化剂，其特征在于，所述负载型催化剂按如下方法制备得到：室温下，采用等体积浸渍法，将所述的淀粉基氮掺杂中孔成型炭浸渍于活性组分溶液中12～24h，之后在80～110℃下干燥12～24h，即完成活性组分的负载；所述活性组分溶液中所含活性组分与淀粉基氮掺杂中孔成型炭的质量比为0.05～6.5：100；所述的活性组分溶液由活性组分溶于2.0M的HCl溶液中配制而成，所述的活性组分选自氯金酸、三氯化钌、氯化铜或氯化汞。9.如权利要求1所述的淀粉基氮掺杂中孔成型炭，或者如权利要求8所述的负载型催化剂在乙炔氢氯化制备氯乙烯的反应中的应用，其特征在于，所述应用的方法为：在内径10mm的不锈钢固定床反应器中，催化剂装填量为2～3mL，乙炔和氯化氢压力均-1为0.1MPa，C2H2与HCl物质的量之比为1：1.05～1.2，控制乙炔流量空速在30～50h，反应温2CN107115883A权利要求书2/2页度140～180℃，反应产物用1～10wt％氢氧化钠溶液吸收氯化氢气体之后进行