[发明专利]疏水改性α-氧化铝载体及其制备方法和银催化剂及应用

说明书

本发明涉及烯烃环氧化反应领域，提供了一种疏水改性α‑氧化铝载体及其制备方法和银催化剂及应用，该疏水改性α‑氧化铝载体包括成型α‑氧化铝载体和其表面上连接的疏水基团；所述疏水改性α‑氧化铝载体的压碎强度为55‑220N，比表面积为1.00‑2.5m²/g，孔容为0.40‑0.80mL/g，吸水率不低于35％。与现有技术制得的载体相比，本发明的疏水改性α‑氧化铝载体可改善催化剂活性组分在载体上的分散性。由该疏水改性α‑氧化铝载体制成的银催化剂在乙烯氧化生产环氧乙烷的过程中显示出良好的活性和较高的选择性。

技术领域

本发明涉及烯烃环氧化反应领域，具体地，本发明提供了一种疏水改性α-氧化铝载体，该疏水改性α-氧化铝载体的制备方法，由该方法制备得到的疏水改性α-氧化铝载体，本发明还提供了一种银催化剂，以及所述疏水改性α-氧化铝载体或银催化剂在乙烯氧化生产环氧乙烷中的应用。

背景技术

在银催化剂作用下，乙烯氧化主要生成环氧乙烷，同时会生成副产物二氧化碳和水等，其中活性、选择性和稳定性是银催化剂的主要性能指标。活性是指环氧乙烷生产过程达到一定反应负荷时所需的反应温度，反应温度越低，催化剂的活性越高；选择性是指反应中乙烯转化成环氧乙烷的摩尔数和乙烯的总反应摩尔数之比；稳定性则表示为活性和选择性的下降速率，下降速率越小，催化剂的稳定性越好。在乙烯氧化生产环氧乙烷的过程中使用高活性、高选择性和稳定性良好的银催化剂可以大大提高经济效益，因此制造高活性、高选择性和稳定性良好的银催化剂是银催化剂研究的主要方向。银催化剂的性能除与催化剂的组成和制备方法有关外，还与催化剂使用的载体的性能及其制备方法有重要关系。

制备氧化铝载体的主要原料是氢氧化铝，而氧化铝是氧氧化铝的脱水产物，因此氧化铝的物性和氢氧化铝的物性密切相关，而氢氧化铝的物性受其制备条件的影响，制备条件主要包括原料、中和pH和温度、老化pH和温度等。在制备氧化铝载体过程中，选用各种不同的氧化铝粉原料(和/或)加入造孔剂、粘结剂及各种添加剂等，经混料和捏合均匀，然后挤出成型为不同形状的坯体(拉西环、球形颗粒、多孔柱状、马鞍形等)，最后在1200～1700℃烧结制成多孔耐热的α-氧化铝载体产品，因此，不同种类和粒径的氧化铝原料配比，造孔剂的用量以及成型方式和煅烧条件等都会对银催化剂载体的孔结构和物理性能造成影响，进而影响催化剂的性能。

如专利US 5063195、CN1034678A将粒度、比例搭配合适的三水α-氧化铝和假一水α-氧化铝以及含碳材料、助熔剂、氟化物、粘结剂和水混合，捏合成型，经干燥焙烧制成α-氧化铝载体。该载体的比表面为0.2～2m²/g，孔半径大于30μm的孔占总孔容25～10％。此载体经浸渍银化合物和助催化剂并干燥活化后，用于乙烯氧化制环氧乙烷，选择性高达83～84％。

CN101007287A将一定粒度的三水α-氧化铝、假一水α-氧化铝、一定量的可燃尽含碳材料、助熔剂、任选的重碱土金属的化合物相混合，混合均匀后加入粘结剂和水，捏合均匀，挤压成型，经干燥焙烧，制成α-氧化铝载体。所述载体的比表面为0.2～2.0m²/g，孔容为0.35～0.85ml/g，吸水率≥30％，压碎强度30～120N/粒。此载体用银胺络合物、碱金属化合物、碱土金属化合物的溶液浸渍，干燥活化后制得银催化剂用于乙烯环氧化制环氧乙烷。

CN1634652A在载体制备中，不使用造孔剂，而是直接将三水α-氧化铝以一定比例和假一水氧化铝、助熔剂、氟化物相混合，混合均匀后加入粘结剂和水，捏合均匀，挤压成型，经干燥焙烧，制成α-氧化铝载体。该发明制成的载体比表面为0.2～2.0m²/g，孔容为0.35～0.85ml/g，吸水率≥30％，压碎强度20～90N/粒。此载体用银胺络合物、碱金属化合物和碱土金属化合物的溶液浸渍，干燥活化后制得银催化剂用于乙烯环氧化制环氧乙烷。