本发明涉及催化剂,尤其涉及一种用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒及其制备方法和应用。
背景技术:
1、聚氯乙烯树脂是一种重要的塑料原料,是五大通用合成树脂之一。氯乙烯作为合成聚氯乙烯的单体,其生产工艺是聚氯乙烯工业中的一个重要环节。
2、目前,氯乙烯的合成工艺以乙炔法氯乙烯合成法为主,所使用的催化剂多是氯化汞类的催化剂。虽然氯化汞类催化剂的得率和选择性较高,但伴随有汞污染问题,对环境不友好;而且国内汞储量少,大多依托于进口,导致氯化汞类催化剂价格昂贵,进而提高了生产氯乙烯的成本。
3、无汞触媒的出现解决了氯化汞类催化剂存在的上述问题。然而,现有的无汞触媒多数采用贵金属如au、pd等作为活性中心,因反应体系中乙炔气体的强还原性,致使这些电极电势较高的金属离子被乙炔还原,从而使其活性大幅下降,将会影响无汞触媒的活性和稳定性。另外,贵金属价格较为昂贵,需设法减少贵金属的负载量,以降低无汞触媒的成本。因此,如何在减少贵金属用量的同时提高无汞触媒的活性和稳定性成为了本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒及其制备方法和应用,本发明提供的用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒具有高活性和高稳定性,且贵金属用量少。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
3、本发明提供了一种用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒,按质量百分比计,包括以下组分:铂盐0.03~0.08%,氯化亚铜5~10%,氯化铋2~5%,四氯化锡3~6%,氯化钾1~4%,余量为多孔载体。
4、优选地,所述用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒,按质量百分比计,包括以下组分:铂盐0.04~0.06%,氯化亚铜6~8%,氯化铋3~5%,四氯化锡3~5%,氯化钾2~3%,余量为多孔载体。
5、优选地,所述多孔载体包括活性炭或多孔二氧化硅。
6、优选地,所述多孔载体中微孔的占比为75~80%。
7、优选地,所述多孔载体的平均孔径为22~24nm。
8、本发明提供了上述技术方案所述用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒的制备方法,包括以下步骤:
9、(1)将多孔载体依次进行酸浸渍和清洗,得到酸处理的多孔载体;
10、(2)将铂盐、氯化亚铜、氯化铋、四氯化锡和氯化钾与水混合,得到活性成分的水溶液;
11、(3)将所述步骤(1)得到的酸处理的多孔载体和所述步骤(2)得到的活性成分的水溶液混合,然后依次进行静置和烘干,得到用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒;
12、所述步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。
13、优选地,所述步骤(1)中酸浸渍所用酸的质量浓度为5~10%。
14、优选地,所述步骤(2)中的铂盐包括四氯化铂。
15、优选地,所述步骤(3)中酸处理的多孔载体和活性成分的水溶液的体积比为1:(1~2)。
16、本发明还提供了上述技术方案所述用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒或所述制备方法制备得到的用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒在合成氯乙烯中的应用。
17、本发明提供了一种用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒,按质量百分比计,包括以下组分:铂盐0.03~0.08%,氯化亚铜5~10%,氯化铋2~5%,四氯化锡3~6%,氯化钾1~4%,余量为多孔载体。本发明中的多孔载体用于负载活性组分,通过同时添加氯化亚铜、氯化铋、四氯化锡和氯化钾作为助剂,减少了贵金属铂的用量,同时提高了无汞触媒的活性和稳定性。实施例的结果显示,将本发明提供的无汞触媒用于合成氯乙烯,氯乙烯的产率为97.9%,纯度为98.4%;连续使用30000h后,氯乙烯的产率为97.2%,纯度为97.9%。
1.一种用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒,按质量百分比计,包括以下组分:铂盐0.03~0.08%,氯化亚铜5~10%,氯化铋2~5%,四氯化锡3~6%,氯化钾1~4%,余量为多孔载体。
2.根据权利要求1所述的用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒,其特征在于,所述用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒,按质量百分比计,包括以下组分:铂盐0.04~0.06%,氯化亚铜6~8%,氯化铋3~5%,四氯化锡3~5%,氯化钾2~3%,余量为多孔载体。
3.根据权利要求1或2所述的用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒,其特征在于,所述多孔载体包括活性炭或多孔二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒,其特征在于,所述多孔载体中微孔的占比为75~80%。
5.根据权利要求1或4所述的用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒,其特征在于,所述多孔载体的平均孔径为22~24nm。
6.权利要求1~5任一项所述用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒的制备方法,包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中酸浸渍所用酸的质量浓度为5~10%。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中的铂盐包括四氯化铂。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中酸处理的多孔载体和活性成分的水溶液的体积比为1:(1~2)。
10.权利要求1~5任一项所述用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒或权利要求6~9任一项所述制备方法制备得到的用于合成氯乙烯的高催化活性无汞触媒在合成氯乙烯中的应用。
