[发明专利]载体为球形面包圈介孔材料硅胶复合材料的非贵金属系异丁烷脱氢催化剂及其制法和应用

权利要求书

1.一种制备非贵金属系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)将模板剂、N,N-二甲基甲酰胺和盐酸混合至固体物充分溶解，得到混合溶液，然后将所得混合溶液与硅酸酯进行接触，并将接触后得到的混合物依次进行晶化和过滤，得到面包圈介孔材料滤饼；

(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)将所述面包圈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，得到球形面包圈介孔材料硅胶复合材料载体；

(d)在超声条件下，将球形面包圈介孔材料硅胶复合材料载体与含有第一活性非贵金属组分前驱体和第二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、干燥和焙烧，得到初始非贵金属系异丁烷脱氢催化剂；

(e)使用含硫气体对所述初始非贵金属系异丁烷脱氢催化剂进行硫化处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(a)中，所述模板剂为三嵌段共聚物聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯；所述硅酸酯为正硅酸乙酯；

所述模板剂、N,N-二甲基甲酰胺、盐酸中的水、盐酸中的氯化氢和硅酸酯的用量的摩尔比为1：300-700：10000-20000：100-500：50-100；

所述接触的条件包括：温度为25-60℃，时间为10-40h；

所述晶化的条件包括：温度为30-150℃，时间为10-72h。

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，所述面包圈介孔材料滤饼和硅胶滤饼的用量重量比为1.2-10：1，优选为1.5-5：1；

所述模板剂脱除的条件包括：在300-600℃下，将所述喷雾干燥产物进行煅烧8-20h。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(d)中，所述超声条件包括：温度为10-100℃，时间为10-180min，功率为100-300W；

优选地，所述超声条件包括：温度为20-80℃，时间为30-120min，功率为150-250W；

优选地，所述球形面包圈介孔材料硅胶复合材料载体和所述含有第一活性非贵金属组分前驱体和第二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异丁烷脱氢催化剂中，以所述非贵金属系异丁烷脱氢催化剂的总重量为基准，第一活性非贵金属组分以第一活性非贵金属元素计的含量为1-25重量％，优选为3-20重量％；第二活性非贵金属组分以第二活性非贵金属元素计的含量为0.1-10重量％，优选为0.5-5重量％；所述球形面包圈介孔材料硅胶复合材料载体的含量为63-98重量％，优选为73-96.3重量％。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，所述含有第一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；所述含有所述第二活性非贵金属组分前驱体的溶液为碱金属或碱土金属的可溶盐溶液中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(e)中，所述含硫气体为含有硫化氢的氮气、氦气和氩气中的至少一种；

优选地，硫化氢在含硫气体中的体积含量为0.1-5％，更优选为0.3-2％；

更优选地，所述硫化处理的条件包括：温度为400-700℃，时间为1-15h；优选地，所述硫化处理的条件包括：温度为450-650℃，时间为2-8h；

进一步优选地，所述硫化处理的条件使得在所述非贵金属系异丁烷脱氢催化剂中，以所述非贵金属系异丁烷脱氢催化剂的总重量为基准，硫元素的含量为0.1-5重量％，优选为0.2-2重量％。

8.由权利要求1-7中任意一项所述的方法制备的载体为球形面包圈介孔材料硅胶复合材料的非贵金属系异丁烷脱氢催化剂。