[发明专利]中空球形载体及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种中空球形载体及其制备方法与应用，其中所述载体包括多孔材料的壳层和由所述壳层围成的球形空腔。所述载体强度高、使用寿命长、磨耗低，可与催化剂活性组分有效结合后高效稳定地催化选择性氧化反应的进行。

技术领域

本发明属于催化剂的技术领域，具体涉及含有中空球形载体的催化剂。

背景技术

催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位，约有九成以上的化学反应过程要使用到催化剂，包括炼化、化工、环保等领域，其中非均相固体催化剂工业中最常用到，它具有可以连续生产、易回收等优势。

载体是非均相固体催化剂的重要组成部分，可以起到支撑、分散催化剂活性组分的作用，有助于提高催化性能和物性指标，降低催化剂生产成本。

现有技术中催化剂载体常为粉末或实心球体，通过将粉末载体与活性组分混合后成型为固体颗粒催化剂，由于所负载的活性组分的活化温度不宜过高，载体粉末很难烧结在一起，对催化剂支撑作用较小，催化剂整体机械强度低；或者通过将实心球形载体表面涂覆活性组分制成球形催化剂，由于活性组分仅存在于催化剂表面，在后期的使用过程中，容易发生活性组分剥落、催化剂失活的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中的固体催化剂机械强度较低、使用寿命较短的问题，由此提供一种机械强度高、使用寿命长的中空球形载体，同时其具有较高的孔隙率和低磨耗。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种可获得中空球形载体的制备方法，该制备方法过程简单、成本较低。

本发明所要解决的技术问题之三是提供上述中空球形载体的应用。

本发明首先提供了一种中空球形载体，其包括多孔材料的壳层和由所述壳层围成的球形空腔。本发明的中空球形载体具有空腔核心和多孔开放性的壳层。

根据本发明的一些实施方式，所述空腔的平均直径与所述壳层的平均厚度之比为0.1-3.5，例如0.1、0.2、0.3、0.38、0.4、0.5、0.6、0.7、0.77、0.8、0.83、0.89、0.9、0.96、1.0、1.8、2.0、2.5、3.0等。

根据本发明的一些实施方式，所述空腔的平均直径为0.5-5mm，例如1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm等。

根据本发明的一些实施方式，所述壳层的厚度为1-5mm，例如1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5mm等。

根据本发明的一些实施方式，所述载体具有25-500N的抗压碎强度。

根据本发明的一些实施方式，所述载体具有0.1-5％的磨耗率。

根据本发明的一些实施方式，所述载体的整体孔隙率(体积含量)为20-80％，例如20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％等。

根据本发明的一些实施方式，所述壳层的孔隙率为30-75％，例如30％、40％、50％、60％、70％等。

根据本发明的一些实施方式，所述壳层的比表面积为1-200m²/g，例如10m²/g、20m²/g、30m²/g、40m²/g、50m²/g、60m²/g、70m²/g、80m²/g、90m²/g、100m²/g、110m²/g、120m²/g、130m²/g、140m²/g等。