[发明专利]炭载磷硼催化剂及其制备和在1,2-二氯乙烷脱HCl制备氯乙烯中的应用

权利要求书

1.一种炭载磷硼催化剂的制备方法，其包括：

1)活性炭除杂：将活性炭倒入装有盐酸溶液的装置中，加热处理，洗涤干燥后倒入装有NaOH溶液的装置中，加热处理，洗涤干燥后得到除杂后的活性炭；

2)调控特定表面基团：将经步骤1)除杂后的活性炭放入水热釜中，加入浓度为1～5mol/L的硝酸溶液，经搅拌均匀后进行水热处理，水热条件为：在100～120℃下水热1～3小时，完成后进行洗涤和干燥，最后经300～500℃焙烧得到硝酸处理后的活性炭；

3)磷硼处理：在反应容器中依次加入磷酸、季戊四醇和丙烯酰胺，在100～120℃下搅拌反应10～20个小时，然后减压蒸馏除去生成的水和未完全反应的反应物，得到含磷化合物；同时在另一个反应容器中依次加入3-吡啶硼酸、二苯基甲烷异氰酸酯，在100～120℃下搅拌3～6个小时，降温至60～80℃，加入丙三醇和丙醇，搅拌3～5个小时，然后减压蒸馏除去生成的水和未完全反应的反应物，得到含硼化合物；

4)浸渍液的合成：将步骤3)制得的含磷化合物和含硼化合物与甲苯溶剂加入反应容器中，先在50～70℃搅拌1～2个小时，搅拌均匀后逐步升温至100～120℃，在搅拌条件下反应5～7小时，减压蒸馏去除溶剂和生成的水，得到油状的磷硼化合物，移取油状化合物与甲苯搅拌均匀得到浸渍液；

5)浸渍：将浸渍液倒入储液桶中，将硝酸处理过的活性炭放入浸渍缸内，将浸渍缸抽真空至负压并稳定后，将浸渍液压入浸渍缸中，通过压差法使浸渍液迅速浸入活性炭缝隙，继续抽真空30～60min，再进行超声处理，最后干燥得到催化剂前驱体；

6)活化：催化剂前驱体在惰性气氛下程序升温进行活化，活化条件为：惰性气氛为N₂，体积流量为20～60ml/min，升温程序为从室温开始以0.5～3℃/min的升温速率升至110～150℃，恒温2～4小时；从110～150℃以为1～5℃/min的升温速率升至400～700℃，恒温2～5小时，得到炭载磷硼催化剂。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，酸处理过程中，盐酸溶液的质量浓度为1～5％，活性炭质量与盐酸溶液体积之比为1g：3～4ml，处理条件为60～90℃下处理6～12小时；所述的洗涤是用去离子水将处理后的活性炭洗涤至滤液呈中性；所述的干燥条件为100～120℃下干燥8～10小时；

碱处理过程中，NaOH溶液的质量浓度为5～15％，活性炭质量与NaOH溶液体积之比为1g：3～4ml，处理条件为60～90℃下处理6～12小时；所述的洗涤是用去离子水将处理后的活性炭洗涤至滤液呈中性；所述的干燥条件为100～120℃下干燥8～10小时。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，活性炭与硝酸溶液的比例满足等体积浸渍条件；水热反应在密闭容器内进行；所述的洗涤是用去离子水将活性炭洗涤至滤液呈中性；所述的干燥条件为：100～120℃干燥8～12小时；所述的焙烧条件为在300～500℃(更优选400℃)下恒温1～3个小时。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3)的含磷化合物制备中，反应物摩尔比为：季戊四醇和磷酸的摩尔比为0.2～0.5：1，更优选0.3：1；丙烯酰胺和磷酸的摩尔比为0.5～1.6：1，更优选1:1；

含硼化合物制备中，二苯基甲烷异氰酸酯和3-吡啶硼酸的摩尔比为0.5～1.2：1，更优选1:1；丙三醇和3-吡啶硼酸的摩尔比为0.8～1.2：1，更优选1:1；丙醇和丙三醇的摩尔比为0.1～0.3：1，更优选0.2:1。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤4)浸渍液的合成中，含磷化合物和含硼化合物的混合比例按照磷原子和硼原子的摩尔比计为0.6～1.2：1，更优选为1：1；油状化合物与甲苯的体积比为0.5～5：10。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤5)中，硝酸处理后的活性炭与磷硼化合物的投料比为10g：1～6mL，最优选10g：3mL。