[发明专利]催化剂和制造方法

说明书

本发明涉及一种用于制造用作非均相催化剂的固体材料的方法，该方法包括以下步骤：形成至少一种氧化铜悬浮液，该悬浮液包含在液体中的氧化铜固体颗粒；形成至少一种载体悬浮液，该悬浮液包含在液体中的载体材料固体颗粒；将氧化铜悬浮液与载体悬浮液合并；使合并的悬浮液经受机械能；将合并的悬浮液中的悬浮液液体与固体颗粒分离；和使固体材料经过热分解步骤。由该方法制造的催化剂具有大于150m²/g的BET表面积，D50在25‑35μm范围内的粒度分布，其中D50在60分钟超声处理后为原始值的至少30％。

本申请是基于申请号为201380020993.2、申请日为2013年3月28日、发明名称为“催化剂和制造方法”的中国专利申请的分案申请。

本发明涉及催化剂的制造方法，以及由该方法制造的催化剂，特别是含铜催化剂。

多年来，含有催化活性铜物质的催化剂已经市售并用于化学工业。制造催化剂的典型方法包括从活性催化剂化合物的可溶形式的溶液沉淀该化合物，和活性化合物的可溶形式沉积到惰性载体材料上。本领域还已知固态制造方法。US6,080,699描述了固体颗粒形式的催化剂和固体颗粒形式的至少一种载体组分的制造，其中组分分散在彼此之中，其中惰性组分的平均粒径大于催化活性组分的平均粒径，并且其中催化活性材料的颗粒在载体材料的颗粒上生长。催化剂材料在经受超声的同时进行合并。WO90/09846描述了含有一种或多种重和/或贵金属、具有小于50nm的颗粒和微晶尺寸的非均相催化剂，该催化剂借助球磨机中的碾磨材料颗粒通过机械合金化来获得。已经发现，可以对上述方法进行改进，以获得具有增强性能的固体非均相催化剂。

根据本发明，提供了用于制造用作非均相催化剂的固体微粒材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(a)形成至少一种氧化铜悬浮液，该悬浮液包含在液体中的氧化铜固体颗粒；

(b)形成至少一种载体悬浮液，该悬浮液包含在液体中的载体材料固体颗粒；

(c)将氧化铜悬浮液与载体悬浮液合并；

(d)使合并的悬浮液经受机械能；

(e)将合并的悬浮液中的悬浮液液体与固体颗粒分离；和

(f)使分离的固体颗粒经过热分解步骤。

得到的固体微粒材料是活性铜催化剂，其可用于进行化学反应，包括加氢、氢解、(还原性)胺化和脱氢反应。该催化剂特别地可用于羰基加氢，例如用于制备脂肪醇。该催化剂可以经过还原步骤，以将至少一些氧化铜还原为单质铜。该还原步骤可以在制备催化剂过程中进行，或者可以在该催化剂在其中充当催化剂的反应器中进行而作为催化剂活化步骤。如果该催化剂将在其制备过程中被还原，则它还可以经过进一步处理例如钝化或包封在例如脂状或蜡状物质中，然后提供给该催化剂的使用者。催化剂制造的领域中公知钝化和包封方法。

已经发现，使用上述方法制备催化剂，而没有粒化步骤和/或没有最终的碾磨步骤以获得所需粒度，是适宜的。根据本发明的优选方法基本上由步骤(a)-(f)组成。本发明的方法和催化剂不同于US6080699中所述的那些，并且该公布中所述的方法和催化剂明确不属于本发明的范围。具体地，本发明的方法不包括对在步骤(e)中从悬浮液分离的固体颗粒进行压片、挤出、粒化或成形的步骤。

氧化铜悬浮液优选包含5-50重量％的固体氧化铜颗粒。载体悬浮液优选包括5-50重量％的固体载体颗粒。形成颗粒悬浮液的悬浮液体优选基本上为含水的，油漆优选为水，任选地包括化合物例如悬浮剂、表面活性剂等。

步骤(d)中的机械能优选通过使合并的悬浮液经过研磨或碾磨过程来提供。术语“研磨”和“碾磨”用来描述机械过程，其中以大于仅混合悬浮液所需的量向悬浮液施加机械能。研磨和碾磨操作各自涉及施加机械能，以使得悬浮液的固体颗粒的物理性质因而发生改变。被研磨或碾磨改变的物理性质可以包括至少平均粒度和/或颗粒形状。优选施加到合并的悬浮液的机械能大于500W/升。相比之下，混合操作通常涉及约0.5-5W/升的能量输入。