[发明专利]载体为球形双介孔沸石复合材料的异丁烷脱氢催化剂及其制法和应用

权利要求书

1.一种制备异丁烷脱氢催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(a)在模板剂、三甲基戊烷和乙醇的存在下，将四甲氧基硅烷与酸剂进行接触，并将接触后得到的产物晶化并过滤，得到介孔材料滤饼；

(b)将水玻璃与无机酸进行接触，并将接触后得到的产物过滤，得到硅胶滤饼；

(c)将所述介孔材料滤饼、硅胶滤饼和沸石混合并球磨，并将球磨后得到的固体粉末用水制浆后进行喷雾干燥，再将得到的产物中的所述模板剂脱除，得到球形双介孔沸石复合材料载体；

(d)将步骤(c)所得球形双介孔沸石复合材料载体在含有Pt组分前驱体和Zn组分前驱体的溶液中进行浸渍处理，然后依次进行去除溶剂处理、干燥和焙烧。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(a)中，所述模板剂、乙醇、三甲基戊烷与四甲氧基硅烷的摩尔比为1：100-500：200-600：50-200；

优选地，所述模板剂为三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯，所述酸剂为pH值为1-6的乙酸和乙酸钠的缓冲溶液；

进一步优选地，四甲氧基硅烷与酸剂接触的条件包括：温度为10-60℃，时间为10-72小时，pH值为1-7；所述晶化的条件包括：温度为30-150℃，时间为10-72小时。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(b)中，所述水玻璃与无机酸接触的条件包括：温度为10-60℃，时间为1-5小时，pH值为2-4；所述无机酸为硫酸、硝酸和盐酸中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(c)中，以100重量份的所述介孔材料滤饼的用量为基准，所述硅胶滤饼的用量为1-200重量份，优选为50-150重量份；所述沸石的用量为1-50重量份，优选为20-50重量份。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(d)中，所述球形双介孔沸石复合材料载体、Pt组分前驱体和Zn组分前驱体的用量使得制备的异丁烷脱氢催化剂中，以所述异丁烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述球形双介孔沸石复合材料载体的含量为98-99.4重量％，所述Pt组分以Pt元素计的含量为0.1-0.5重量％，所述Zn组分以Zn元素计的含量为0.5-1.5重量％。

6.由权利要求1-5中任意一项所述的方法制备的异丁烷脱氢催化剂。

7.根据权利要求6所述的异丁烷脱氢催化剂，其中，所述异丁烷脱氢催化剂包括载体以及负载在所述载体上的Pt组分和Zn组分，其中，所述载体为球形双介孔沸石复合材料载体，所述球形双介孔沸石复合材料载体含有沸石和具有一维六方孔道分布结构的介孔分子筛材料，所述球形双介孔沸石复合材料载体的平均粒径为30-60μm，比表面积为150-350m²/g，孔体积为0.5-1.5mL/g，孔径分布为双峰分布，且所述双峰对应的最可几孔径分别为5-15nm和30-50nm。

8.根据权利要求7所述的异丁烷脱氢催化剂，其中，以所述异丁烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为98-99.4重量％，所述Pt组分以Pt元素计的含量为0.1-0.5重量％，所述Zn组分以Zn元素计的含量为0.5-1.5重量％；

优选地，所述异丁烷脱氢催化剂的平均粒径为30-60μm，比表面积为120-300m²/g，孔体积为0.3-1.3mL/g，孔径分布为双峰分布，且所述双峰对应的最可几孔径分别为7-12nm和35-45nm。

9.根据权利要求7所述的异丁烷脱氢催化剂，其中，以100重量份的所述具有一维六方孔道分布结构的介孔分子筛材料的重量为基准，所述沸石的重量为1-50重量份。

10.权利要求6-9中任意一项所述的异丁烷脱氢催化剂在异丁烷脱氢制异丁烯中的应用，其中，所述异丁烷脱氢制异丁烯的方法包括：在催化剂和氢气的存在下，将异丁烷进行脱氢反应。

11.根据权利要求10所述的应用，其中，异丁烷的用量与氢气的用量的摩尔比为0.5-1.5：1；

优选地，所述脱氢反应的条件包括：反应温度为550-650℃，反应压力为0.05-0.2MPa，反应时间为20-40h，异丁烷质量空速为2-5h^-1。