[发明专利]载体为球形三介孔复合材料的非贵金属系低碳烷烃脱氢催化剂及其制法和应用

权利要求书

1.一种制备非贵金属系低碳烷烃脱氢催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(a)在第一模板剂、三甲基戊烷和乙醇的存在下，将四甲氧基硅烷与酸剂进行第一接触，并将第一接触后得到的产物晶化并过滤，得到1号介孔材料滤饼；在第二模板剂的存在下，将正硅酸乙酯与氨水进行第二接触，并将第二接触后得到的混合物进行过滤，得到2号介孔材料滤饼；

(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1号介孔材料滤饼、2号介孔材料滤饼和硅胶滤饼混合并球磨，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，得到球形三介孔复合材料载体；

(d)将步骤(c)所得球形三介孔复合材料载体在含有活性非贵金属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，所述第一模板剂、乙醇、三甲基戊烷与四甲氧基硅烷的用量摩尔比为1：100-500：200-600：50-200；所述正硅酸乙酯、第二模板剂、氨水中的氨和水的用量摩尔比为1：0.1-1：0.1-5：100-200，优选为1：0.2-0.5：1.5-3.5：120-180；

优选地，所述第一模板剂为三嵌段共聚物聚乙二醇-聚丙三醇-聚乙二醇，所述酸剂为pH值为1-6的乙酸和乙酸钠的缓冲溶液，所述第二模板剂为十六烷基三甲基溴化铵；

进一步优选地，四甲氧基硅烷与所述酸剂进行第一接触的条件包括：温度为10-60℃，时间为10-72小时，pH值为1-7；正硅酸乙酯与氨水进行第二接触的条件包括：温度为25-100℃，时间为10-72小时；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1号介孔材料滤饼和2号介孔材料滤饼的总用量为基准，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1号介孔材料滤饼与2号介孔材料滤饼的重量比为1：0.1-10，优选为1:0.5-2。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(d)中，所述球形三介孔复合材料载体和所述含有活性非贵金属组分前驱体的溶液的用量使得制备的非贵金属系低碳烷烃脱氢催化剂中，以所述非贵金属系低碳烷烃脱氢催化剂的总重量为基准，所述活性非贵金属组分以该活性金属元素氧化物计的含量为2-40重量％，优选为3-30重量％；所述球形三介孔复合材料载体的含量为60-98重量％，优选为70-97重量％。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，所述含有活性非贵金属组分前驱体的溶液为铁、镍、锌、钼、钨、锰、锡和铜的可溶盐溶液中的至少一种。

7.由权利要求1-6中任意一项所述的方法制备的非贵金属系低碳烷烃脱氢催化剂。

8.根据权利要求7所述的非贵金属系低碳烷烃脱氢催化剂，其中，所述非贵金属系低碳烷烃脱氢催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性非贵金属组分，其中，所述活性非贵金属组分为非贵金属和/或非贵金属氧化物，所述载体为球形三介孔复合材料载体，所述球形三介孔复合材料载体含有具有一维六方孔道分布结构的介孔分子筛材料和具有二维六方孔道分布结构的介孔分子筛材料，所述球形三介孔复合材料载体的平均粒径为20-60μm，比表面积为150-600m²/g，孔体积为0.5-1.5mL/g，孔径分布为三峰分布，且所述三峰对应的最可几孔径分别为2-4nm、5-15nm和10-40nm。