[发明专利]用于银催化剂的α-氧化铝载体及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种用于银催化剂的α‑氧化铝载体及其制备方法。其制备方法为：将三水氧化铝、拟薄水铝石、含镓化合物、含硅化合物、含氟化合物和碱土金属化合物混合均匀得到固体粉状物，再加入粘结剂和水得到混合物，将该混合物进行捏合、成型、干燥、焙烧，最终得到α‑氧化铝载体。本发明还涉及由该α‑氧化铝载体制成的银催化剂及其在烯烃环氧化生产环氧化合物中的应用。

技术领域

本发明属于催化剂载体和催化剂制备技术领域，涉及一种用于银催化剂的α-氧化铝载体及其制备方法与应用。

背景技术

迄今为止，银催化剂仍然是工业上乙烯环氧化生产环氧乙烷的唯一有效催化剂。现有技术中，银催化剂除了包括银成分外，还通常具有一种或多种与其共沉积在载体上用来提高银催化剂的催化性能的其它元素，载体通常由耐高温的、具有合适比表面的α-氧化铝组成。银催化剂的性能除和催化剂的组成及制备方法有重要关系外，还与催化剂使用的载体的制备方法和性能有重要关系。

制备银催化剂的α-氧化铝载体的材料一般包括：α-氧化铝粉末和/或氢氧化铝；粘结剂，用于缩短将颗粒粘结在一起的烧结时间；可热分解烧尽材料，用于充当孔道形成材料；润滑剂，有利于载体成型；助剂，用于改善α-氧化铝载体和/或含银催化剂的性能。一般来说，制备α-氧化铝载体的方法是将这些原料进行混料、捏合，然后根据不同形状的成型坯体成型，最后经过高温烧结制成α-氧化铝载体。衡量α-氧化铝载体性能重要参数有：比表面积、抗压强度、吸水率等，特别是载体的比表面积，较大的载体比表面积有利于提高催化剂活性组分及助剂在载体上的负载性，暴露更多的活性中心数量。

高温焙烧是制备α-氧化铝载体的步骤之一。在焙烧过程中，氧化铝发生相变、烧结，引起载体比表面的大幅度下降，这样会造成负载的活性组份聚集、催化剂失活等，大大影响了催化剂的使用寿命和技术的推广应用。现有技术大部分通过可热分解烧尽材料、助剂来改善α-氧化铝载体的比表面积，但是本领域仍然需要催化烯烃环氧化性能更好的氧化铝载体和其相应银催化剂。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种α-氧化铝载体，其采用与现有技术不同的载体改性方法制得，其不仅具有适宜压碎强度、吸水率，并且与现有技术制得的载体相比具有更高的比表面积，由此可以改善催化剂活性组分在载体上的分散性，进而提高催化剂的催化性能。

本发明的目的之二是提供一种上述α-氧化铝载体的制备方法。

本发明的目的之三是提供一种上述α-氧化铝载体的用途。

为此，本发明第一方面提供了一种用于银催化剂的α-氧化铝载体，其含有镓元素和硅元素。

根据本发明，在所述载体中，镓元素质量含量为0.01％-2.00％，优选为0.04％-2.00％；硅元素的质量含量为0.10％-3.00％，优选为0.14％-3.00％。

在本发明的一些实施例中，所述载体的特征在于，所述载体的比表面为0.5-4.0m²/g，优选所述载体的比表面积为1.0-4.0m²/g；优选所述载体的吸水率≥30％，优选所述载体的吸水率为，优选所述载体的吸水率40％-70％；优选所述载体的压碎强度为50-350N/粒；优选所述载体中α-氧化铝的质量含量≥95％。

本发明第二方面提供了一种本发明第一方面所述载体的制备方法，包括：

步骤A，将三水氧化铝、拟薄水铝石、含镓化合物、含硅化合物、碱土金属化合物以及含氟化物混合，得到固体混合物；

步骤B，向固体混合物中加入粘结剂和水，得到α-氧化铝前体混合物；

步骤C，将α-氧化铝前体混合物捏合、成型、干燥、焙烧，制得α-氧化铝载体。

根据本发明方法，在所述固体混合物中，所述含镓化合物的质量含量为0.05％-14.0％。