公开/公告号CN107626291A
专利类型发明专利
公开/公告日2018-01-26
原文格式PDF
申请/专利权人 中国科学院上海有机化学研究所;
申请/专利号CN201710908194.9
申请日2017-09-29
分类号B01J23/04(20060101);B01J23/06(20060101);B01J23/34(20060101);B01J23/44(20060101);B01J23/46(20060101);B01J23/50(20060101);B01J23/58(20060101);B01J23/656(20060101);B01J23/66(20060101);C07C17/269(20060101);C07C21/185(20060101);C07C21/18(20060101);
代理机构21002 沈阳科苑专利商标代理有限公司;
代理人马驰
地址 200032 上海市徐汇区零陵路345号
入库时间 2023-06-19 04:21:55
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2020-07-07
授权
授权
2018-02-23
实质审查的生效 IPC(主分类):B01J23/04 申请日:20170929
实质审查的生效
2018-01-26
公开
公开
技术领域
本发明涉及氟化工领域三氟甲烷裂解用催化剂及其制备方法,具体为一种负载型催化剂在三氟甲烷裂解中的应用。
背景技术
三氟甲烷简称氟仿,是一种极强的温室效应气体(GWP值约为14800,相当于CO2的14800倍)且在大气中的寿命较长,是目前已知的温室效应第二高的温室气体。在京都议定协议中氟仿已被列为限制排放气体。在氟化工企业生产R22过程中氟仿作为主要副产物每年的生成量达万吨以上。以中国碳排放交易30亿吨的数字来看,氟仿排放约占中国碳排放的1%,是一种急需处理的严重的污染大气环境的工业废弃物。目前工业上对氟仿的处理主要是通过利用天然气助燃的方式将其在高温下(一般是1200℃)焚烧,分解成HF,CO2,CO等物质,但这种方法不仅存在C-F键资源的浪费,而且会产生二次污染,既不被相关企业接受,也无法满足国家的环保要求。更为有效的处理方法是采用催化剂进行氟仿催化裂解,将C-F键转化成高附加值的四氟乙烯或六氟丙烯。催化裂解的方式可实现氟仿的消除和再利用,然而氟仿催化裂解研究成果报道极少。由于氟仿较为稳定,需要较高的裂解温度,且裂解过程中易产生强酸HF,因此研发出耐高温(一般850℃以上),且耐HF等强酸腐蚀性的有效催化剂,不仅对解决氟仿污染问题具有重要的科学意义,对相关企业具有重要的经济意义,而且对我国乃至全球的环境保护具有重要的应用价值。
氟仿裂解仍处在研究的起步阶段。最早提出热裂解,即空管直接裂解,然而由于氟仿较为稳定,导致空管裂解温度高,一般需要850℃以上高温才能够实现氟仿的裂解,且裂解效率较低;不仅如此,热裂解能耗高,高温下易产生强致癌物,全氟异丁烯。2001年,美国佛罗里达大学William R.Dolbier,Jr.[J.Am.Chem.Soc.2001,123,6767-6772]探索了空管裂解,在800℃仅有10%的转化率,且副产物较多,目标产物较少,该方法无法工业化应用。催化裂解可有望降低反应温度,提高转化率及产率,但能够实现氟仿催化转化的催化剂,仅在2010年,澳大利亚Eric M.Kennedy报道了活性炭负载钾催化剂[Journal of FluorineChemistry 131(2010)698–703]可实现氟仿催化裂解,在800℃时可实现30%左右的转化率,但所用空速较低,选择性差,目标产物少,依然较难实现工业化应用。针对氟仿裂解缺乏有效催化剂的问题,本专利通过催化剂设计、制备、筛选和优化,发明了一种高效氟仿裂解催化剂,可明显降低催化裂解温度至工业上能够使用的温度(600℃以下)且转化率高,选择性高,高附加值产物四氟乙烯和六氟丙烯产率高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氟仿裂解催化剂,该催化剂主要由氧化锆、氧化镁、活性炭、酸处理活性炭、氧化铝等作为载体;活性组分包括Sc,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Mo,Ru,Rh,Ag,Pd,Pt,Au,W,Re,Ir,Rb,助剂包括K,Na,Cs等,活性组分质量负载量为1~50%,助剂金属元素摩尔量占助剂和活性组分金属元素总摩尔量不高于50%。本发明催化剂可在较低温度600℃及以下,高效催化裂解氟仿,高选择性生成四氟乙烯和六氟丙烯等高附加值产物,原料易得,生产成本低,可工业化使用。
为实现上述目的,本发明的催化剂用于三氟甲烷催化裂解,以氧化锆、氧化镁、活性炭、酸处理活性炭、氧化铝等中的一种或多种混合作为载体,优选载体是酸处理活性碳和氧化铝;活性组分包括Sc,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Mo,Ru,Rh,Ag,Pd,Pt,Au,W,Re,Ir,Rb等中的一种或多种混合,优选组分是Mn,Cr,Cu,Pd,Zn,Ag,Rb,活性组分负载量为1~50%(质量百分比),优选5-50%,更佳的为20-30%;添加或不添加助剂包括K,Na,Cs等中的一种或多种混合,助剂金属元素摩尔量占助剂和活性组分金属元素总摩尔量不高于50%;催化剂采用浸渍、沉淀或浸渍氟化法制备。
所述催化剂的制备方法为浸渍、沉淀或浸渍氟化法,其特征在于:
浸渍法:将计算量的活性组分前驱体溶解于适量水中,搅拌均匀,再将催化剂载体加入上述溶液,其中水与催化剂载体质量比为0.5-2,活性金属元素占催化剂的总质量为1-50%,搅拌均匀后,室温静置5-18h,再60-120℃干燥后在氮气氛下400-850℃焙烧,获得浸渍法制备的催化剂。
沉淀法:将所需计算量的活性组分前驱体溶解于水中,搅拌均匀,再将催化剂载体加入上述溶液,其中水与催化剂载体质量比为100-1000,搅拌均匀后,室温-90℃水浴温度加入沉淀剂,搅拌1-6h,过滤,洗涤,再60-120℃烘干后氮气氛下400-850℃焙烧,获得沉淀法制备的催化剂。
浸渍氟化法:在上述浸渍法基础上,将获得的固体,经过浓度为1-30%HF酸水溶液浸泡,过滤,洗涤处理后,80-120℃烘干获得氟化催化剂。
所述催化剂的制备方法中活性组分或助剂前驱体为卤化物、磷酸盐、硫酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐、重碳酸盐、金属有机化合物、硝酸盐、醋酸盐、氢氧化物等中的一种或多种混合。
所述活性组分包括Sc,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Mo,Ru,Rh,Ag,Pd,Pt,Au,W,Re,Ir,Rb等中的一种或多种混合,优选组分是Mn,Cr,Cu,Pd,Zn,Ag,Rb。
所述催化剂中活性组分质量负载量为1~50%,活性组分质量负载量优选5~50%,更佳的为20~30%。
所述催化剂添加或不添加助剂包括K,Na,Cs等中的一种或多种混合,助剂摩尔量占助剂和活性组分总摩尔量不高于50%。
所述催化剂的制备方法中催化剂载体为氧化锆、氧化镁、活性炭、酸处理活性炭、氧化铝等载体中的一种或多种混合,优选载体是酸处理活性炭和氧化铝。
所述酸处理活性炭是采用10-30%硝酸水溶液60-120℃处理活性炭3-24h,过滤,水洗至中性,再120℃烘10-24h。
所述沉淀剂为氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐、重碳酸盐、尿素、氨水等中的一种或多种混合。
所述三氟甲烷催化裂解反应过程为:在恒定空速(100/h~9000/h)下,将三氟甲烷通过加热到指定反应温度(300℃-900℃)的催化剂,采用程序升温方式,每半小时升50℃,再保持半小时后采样,将反应流出气体进行气相色谱检测分析,通过对比反应前后三氟甲烷的峰面积变化获得转化率,通过与标准品对比获得目标产物的选择性,优选反应温度是500-800℃,优选空速是500/h~3000/h。
本发明催化剂具有三氟甲烷催化裂解反应温度低,低于600℃,催化剂用量少,转化率及产率高,选择性高,催化剂耐高温且耐强酸腐蚀性好等特点。通过采用氧化锆、氧化镁、活性炭、酸处理活性炭、氧化铝等作为载体,负载不同类型的过渡金属元素或部分碱金属,制备成过渡金属和碱金属催化剂,不仅有效提高了催化剂抗高温团聚的热稳定性能,而且通过氟化处理可有效提高催化剂的抗腐蚀性能,提高催化剂的使用稳定性。本发明催化剂原料易得,工艺简单,可工业化使用。
附图说明
图1比较实施例5和实施例2制备催化剂不同温度下的三氟甲烷催化裂解转化率示意图;
图2比较实施例5和实施例2制备催化剂不同温度下的三氟甲烷催化裂解选择性示意图;
从图中可以看到,比较实施例5中钾催化剂在300-700℃之间没有催化活性,无法实现三氟甲烷的催化转化,在750-900℃时仅有少量三氟甲烷转化,且选择性较低。从实施例2可以看到,本发明的锰催化剂在300-900℃之间均有三氟甲烷催化裂解性能,且能够高选择性获得四氟乙烯和六氟丙烯,鉴于工程应用需要,优选500-800℃温度使用范围。
图3比较实施例6和实施例3制备催化剂不同空速下的三氟甲烷催化裂解转化率示意图;
图4比较实施例6和实施例3制备催化剂不同空速下的三氟甲烷催化裂解选择性示意图;
从图中可以看到,在不同空速下,比较实施例6中钾催化剂均无三氟甲烷催化裂解性能,从实施例3可以看到,本发明锰催化剂均具有三氟甲烷催化裂解性能。从工程应用考虑,优选500-3000/h空速使用范围。
具体实施方式
以下实例用于更详细地说明本发明,但本发明并不限于此。
实施例1
氯化锰作为前驱体,酸处理活性炭负载锰催化剂制备:
采用质量浓度30%硝酸90℃处理活性炭5h,过滤,水洗涤至中性后,将滤饼120℃烘12h,获得酸处理活性炭;
浸渍法或浸渍氟化法:将9.82g氯化锰放入10mL去离子水中,加热搅拌溶解均匀后,加入酸处理的活性炭载体10g,搅拌均匀,静置12h后,再80℃干燥12h,放入石英舟中,100mL/min氮气500℃焙烧4h,获得活性炭负载锰固体,再采用质量浓度10%HF水溶液浸泡该固体1h后,过滤,水洗涤后,80℃烘干,获得活性炭负载氟化锰催化剂,锰质量负载量为30%。
沉淀法:将9.82g氯化锰溶解于1000mL水中,搅拌均匀,加入酸处理活性炭载体10g,搅拌均匀,60℃水浴温度加入氢氧化钾,调节pH=13,再搅拌6h,过滤,洗涤,再120℃烘干后氮气氛下500℃焙烧4h,获得沉淀法制备的催化剂。
三氟甲烷裂解测试:测试500℃和600℃下三氟甲烷催化活性,将上诉获得的3g酸处理活性炭负载锰催化剂装填入反应管,通入三氟甲烷,流量是50mL/min,再将反应管分别升温到500℃和600℃,温度恒定半小时后,通过气相色谱采样后进行分析。根据反应前后三氟甲烷峰面积的变化,计算获得500℃和600℃时转化率;通过四氟乙烯和六氟丙烯标准品峰面积对比,获得选择性。
同样的,对酸处理活性炭负载氟化锰进行三氟甲烷裂解测试,获得500℃和600℃转化率和选择性。
测试结果见表。
实施例2
采用实施例1获得的催化剂测试不同温度下的三氟甲烷裂解催化活性:将实施例1获得的3g酸处理活性炭负载锰催化剂装填入反应管,通入三氟甲烷,流量是50mL/min,再将反应管从300℃到900℃程序升温,每升温50℃温度恒定半小时后,通过气相色谱采样后进行分析。根据反应前后三氟甲烷峰面积的变化,计算获得300℃到900℃的转化率;通过四氟乙烯和六氟丙烯标准品峰面积对比,获得选择性。结果见图。
实施例3
采用实施例1获得的催化剂测试不同空速下三氟甲烷裂解催化活性:将实施例1获得的3mL酸处理活性炭负载锰催化剂装填入反应管,通入三氟甲烷,调节流量,控制空速为100/h-9000/h,再将反应管温度升温到600℃恒定半小时后,通过气相色谱采样后进行分析。根据反应前后三氟甲烷峰面积的变化,计算获得不同空速下的转化率;通过四氟乙烯和六氟丙烯标准品峰面积对比,获得选择性。结果见图。
实施例4
醋酸锰作为前驱体,酸处理活性炭负载锰催化剂制备:
采用质量浓度30%硝酸90℃处理活性炭5h,过滤,水洗涤至中性后,120℃烘12h,获得酸处理活性炭;
将6.65g醋酸锰放入10mL去离子水中,加入2mL硝酸,搅拌均匀后,加入酸处理的活性炭10g,搅拌均匀,静置12h后,再80℃烘干12h,放入石英舟中,100mL/min氮气500℃焙烧4h,获得活性炭负载锰固体,再采用质量浓度10%HF水溶液浸泡该固体1h后,过滤水洗涤,80℃烘干,获得活性炭负载锰及氟化锰催化剂,锰质量负载量为30%。
三氟甲烷裂解测试:将上述3g活性炭负载锰催化剂装填入反应管,通入三氟甲烷,流量是50mL/min,再将反应管分别升温到500℃和600℃,温度恒定半小时后,通过气相色谱采样后进行分析,根据反应前后三氟甲烷峰面积的变化,计算获得500℃和600℃时转化率;通过四氟乙烯和六氟丙烯标准品峰面积对比,获得选择性。
同样的,对活性炭负载氟化锰进行三氟甲烷裂解测试,获得500℃和600℃转化率和选择性。
实施例5
与实施例1不同的是采用氧化铝为载体,其余相同,锰质量负载量为30%。
实施例6
与实施例1不同的是采用氧化镁为载体,其余相同,锰质量负载量为30%。
实施例7
与实施例1不同的是采用氧化锆为载体,其余相同,锰质量负载量为30%。
实施例8
与实施例1不同的是过渡金属采用氯化锌为前驱体,其余相同,锌质量负载量为30%。
实施例9
与实施例1不同的是过渡金属采用10mg/mL氯钯酸溶液为前驱体,其余相同,钯质量负载量为30%。
实施例10
与实施例1不同的是过渡金属采用氯化铑为前驱体,其余相同,铑质量负载量为30%。
实施例11
与实施例2不同的是过渡金属采用乙酸钯为前驱体,其余相同,钯质量负载量为30%。
实施例12
与实施例2不同的是过渡金属采用乙酸银为前驱体,其余相同,银质量负载量为30%。
实施例13
与实施例1不同的是采用碱金属硝酸铷为前驱体,代替过渡金属氯化锰,其余相同,铷质量负载量为30%。
实施例14
与实施例1不同的是锰质量负载量为1%,其余相同。
实施例15
与实施例1不同的是锰质量负载量为5%,其余相同。
实施例16
与实施例1不同的是锰质量负载量为20%,其余相同。
实施例17
与实施例1不同的是锰质量负载量为35%,其余相同。
实施例18
与实施例1不同的是锰质量负载量为50%,其余相同。
实施例19
与实施例9不同的是钯质量负载量为1%,其余相同。
实施例20
与实施例9不同的是钯质量负载量为50%,其余相同。
实施例21
与实施例10不同的是银质量负载量为1%,其余相同。
实施例22
与实施例10不同的是银质量负载量为50%,其余相同。
实施例23
与实施例1不同的是过渡金属采用氯化铁作为前驱体,铁质量负载量为30%,其余相同。
实施例24
与实施例1不同的是过渡金属采用氯化镍作为前驱体,镍质量负载量为30%,其余相同。
实施例25
与实施例1不同的是采用氯化锰和硝酸铷作为活性组分前驱体,Mn与Rb用量摩尔比为1:1,锰摩尔量占50%,获得MnRb双组分催化剂,其余相同,锰和铷质量总负载量为30%。
实施例26
与实施例1不同的是采用10mg/mL氯铱酸代替氯化锰,其余相同,铱质量负载量为30%。
实施例27
与实施例1不同的是采用10mg/mL三氯化钌代替氯化锰,其余相同,钌质量负载量为30%。
实施例28
与实施例1不同的是催化剂焙烧温度采用400℃,其余相同,锰质量负载量为30%。
实施例29
与实施例1不同的是催化剂焙烧温度采用850℃,其余相同,锰质量负载量为30%。
实施例30
与实施例1不同的是采用氯化锰和硝酸钾作为活性组分前驱体,Mn与K用量摩尔比为1:1,锰摩尔量占50%,获得MnK双组分催化剂,其余相同,锰和钾质量总负载量为30%。
实施例31
与实施例1不同的是采用氯化锰和硝酸铯作为活性组分前驱体,Mn与Cs用量摩尔比为1:1,锰摩尔量占50%,获得MnCs双组分催化剂,其余相同,锰和铯质量总负载量为30%。
实施例32
与实施例1不同的是采用氯化锰和氯钯酸作为活性组分前驱体,Mn与Pd用量摩尔比为1:1,锰摩尔量占50%,获得MnPd双组分催化剂,其余相同,锰和钯质量总负载量为30%。
实施例33
与实施例1不同的是采用氯钯酸和硝酸钾作为活性组分前驱体,Pd与K用量摩尔比为1:1,钯摩尔量占50%,获得PdK双组分催化剂,其余相同,钯和钾质量总负载量为30%。
实施例34
与实施例1不同的是采用氯钯酸和硝酸铷作为活性组分前驱体,Pd与Rb用量摩尔比为1:1,钯摩尔量占50%,获得PdRb双组分催化剂,其余相同,钯和铷质量总负载量为30%。
实施例35
与实施例1不同的是采用乙酸银和硝酸钾作为活性组分前驱体,Ag与K用量摩尔比为1:1,银摩尔量占50%,获得AgK双组分催化剂,其余相同,银和钾质量总负载量为30%。
实施例36
与实施例1不同的是采用乙酸银和硝酸铷作为活性组分前驱体,Ag与Rb用量摩尔比为1:1,银摩尔量占50%,获得AgRb双组分催化剂,其余相同,银和铷质量总负载量为30%。
实施例37
与实施例1不同的是采用氯化锰、氯化钾和硝酸铷作为活性组分前驱体,Mn与K和Rb用量摩尔比为1:0.5:0.5,Mn摩尔量占50%,获得MnKRb多组分催化剂,其余相同,锰、钾和铷质量总负载量为30%。
实施例38
与实施例1不同的是采用氯钯酸、氯化钾和硝酸铷作为活性组分前驱体,Pd与K和Rb用量摩尔比为1:0.5:0.5,钯摩尔量占50%,获得PdKRb多组分催化剂,其余相同,钯、钾和铷质量总负载量为30%。
实施例39
与实施例1不同的是采用乙酸银、氯化钾和硝酸铷作为活性组分前驱体,Ag与K和Rb用量摩尔比为1:0.5:0.5,银摩尔量占50%,获得AgKRb多组分催化剂,其余相同,银、钾和铷质量总负载量为30%。
实施例40
与实施例30不同的是Mn摩尔量占70%,获得MnK双组分催化剂,其余相同,锰和钾质量总负载量为30%。
实施例41
与实施例30不同的是Mn摩尔量占90%,获得MnK双组分催化剂,其余相同,锰和钾质量总负载量为30%。
比较实施例1
催化剂制备:
采用30%硝酸90℃活性炭5h,过滤,水洗涤至中性后,120℃烘12h,获得酸处理活性炭;
将11g硝酸钾放入10mL去离子水中,搅拌溶解均匀后,加入酸处理的活性炭10g,搅拌均匀,静置12h后,再80℃干燥12h,放入石英舟中,100mL/min高纯氮气500℃焙烧4h,获得酸处理活性炭负载钾固体,再采用10%HF水溶液浸泡该固体1h后,过滤,水洗涤后,80℃烘干,获得酸处理活性炭负载氟化钾催化剂,质量负载量为30%。
三氟甲烷裂解测试:将上述3g酸处理活性炭负载钾催化剂装填入反应管,通入三氟甲烷,流量是50mL/min,再将反应管分别升温到500℃和600℃,温度恒定半小时后,通过特殊气相采样后进行分析,通过反应前后三氟甲烷峰面积的变化,计算获得转化率为0。
同样的对酸处理活性炭负载氟化钾进行三氟甲烷裂解测试,获得500℃和600℃转化率均为0。
比较实施例2
与比较实施例1不同的是氟化钾质量负载量为50%,其余相同。
比较实施例3
与比较实施例1不同的是氟化钾质量负载量为1%,其余相同。
比较实施例4
与比较实施例1不同的是载体采用氧化铝替代酸处理活性炭,钾负载量为30%,其余相同。
比较实施例5
采用比较实施例1获得的催化剂测试不同温度下的三氟甲烷裂解催化活性:将比较实施例1获得的3g酸处理活性炭负载锰催化剂装填入反应管,通入三氟甲烷,流量是50mL/min,再将反应管从300℃到900℃程序升温,每升温50℃温度恒定半小时后,通过气相色谱采样后进行分析。根据反应前后三氟甲烷峰面积的变化,计算获得300℃到900℃的转化率;通过四氟乙烯和六氟丙烯标准品峰面积对比,获得选择性。结果见图。
比较实施例6
采用比较实施例1获得的催化剂测试不同空速下三氟甲烷裂解催化活性:将比较实施例1获得的3mL酸处理活性炭负载锰催化剂装填入反应管,通入三氟甲烷,调节流量,控制空速为100/h-9000/h,再将反应管温度升温到600℃恒定半小时后,通过气相色谱采样后进行分析。根据反应前后三氟甲烷峰面积的变化,计算获得不同空速下的转化率;通过四氟乙烯和六氟丙烯标准品峰面积对比,获得选择性。结果见图。
比较实施例7
与比较实施例1不同的是催化剂焙烧温度为400℃,其余相同,钾质量负载量为30%。
比较实施例8
与比较实施例1不同的是催化剂焙烧温度为850℃,其余相同,钾质量负载量为30%。
从以上实施例及比较实施例中可以看到(结果见表和图)采用酸处理活性炭负载钾催化剂在300℃到700℃以及在不同空速下没有催化活性,三氟甲烷未发生任何转化,无法获得高附加值产物;在750℃到900℃仅有微量转化(比较实施例1-6)。相比较而言,本发明催化剂在300℃-900℃和空速100/h-9000/h之间均有三氟甲烷催化裂解性能,能够获得高附加值产物四氟乙烯和六氟丙烯。在与负载钾催化剂同样测试条件下,本发明采用的过渡金属如锰、锌、钯、铑、锌、银、铁、镍、铱、钌(相应于实施例1,8-12,23-24和26-27),部分碱金属铷(实施例13),混合组分锰铷等(实施例25,30-41)以及不同负载量(实施例11-12和14-22),均可实现三氟甲烷在500℃和600℃催化转化,能够高选择性获得高附加值产物四氟乙烯和六氟丙烯,同时氟化催化剂相比于未氟化催化剂的催化性能略优;不同载体(实施例1,4-7)同样获得了较好的转化率及产率。从实施例25,30-41可以看到,以优选活性组分作为主成分,采用两种成分如锰铷,锰钾等或多种成分如锰钾铷,钯钾铷等催化剂,均具有较好的三氟甲烷催化裂解性能,且选择性较高。
表1为比较实施例制备催化剂的三氟甲烷催化裂解性能。
从比较实施例可以看到,不论采用何种载体或者负载量,负载钾催化剂在500℃到600℃均无法催化三氟甲烷转化,反应无法发生。
表2为实施例中不同载体负载锰或锰前驱体催化剂的三氟甲烷催化裂解性能。
从实施例1,4-7可以看到,不论采用何种载体、锰前驱体或制备方法,制备获得的负载锰催化剂均有明显的三氟甲烷催化裂解性能,并且高选择性的获得了目标产物四氟乙烯和六氟丙烯;采用酸处理活性炭和氧化铝作为载体的催化性能更优。
表3为实施例中不同负载量催化剂的三氟甲烷催化裂解性能。
从实施例1,11-12和14-22可以看到,不同负载量的锰、钯和银催化剂在500℃和600℃均有三氟甲烷催化裂解活性,能够高选择性获得目标产物四氟乙烯和六氟丙烯;负载量在5%-50%的催化性能较优,其中负载量20-30%的催化性能更优。
表4为实施例中负载不同金属或双金属以及不同前驱体催化剂的三氟甲烷催化裂解性能。
从实施例1,8-13和23-27可以看到,负载不同金属以及双金属或者采用不同前驱体制备获得催化剂均有三氟甲烷催化裂解活性,能够高选择性获得目标产物四氟乙烯和六氟丙烯。采用金属锰、锌、钯、银、铷及锰铷催化性能更优。
表5为比较实施例和实施例中催化剂焙烧温度的影响。
从比较实施例1,7-8可以看到钾催化剂不论采用何种焙烧温度,均无三氟甲烷催化裂解活性。从实施例1,28-29可以看到,本发明锰催化剂随着焙烧温度升高,三氟甲烷催化活性略有升高后降低,总体来说,催化剂焙烧温度对三氟甲烷催化性能影响不显著,400-850℃焙烧温度均可使用。
表6多组分催化剂对三氟甲烷催化裂解性能的影响。
从比较实施例25,30-39可以看到多组分催化剂均具有较好的三氟甲烷催化裂解活性,且四氟乙烯和六氟丙烯选择性高。
表7多组分催化剂主成分摩尔比对三氟甲烷催化裂解性能的影响。
从比较实施例30,40-41,可以看到多组分催化剂主成分摩尔量占比对三氟甲烷催化裂解活性有一定的影响,但总体来说均具有较高的催化活性,高选择性获得四氟乙烯和六氟丙烯。
本发明催化剂具有三氟甲烷催化裂解反应温度低,低于600℃,催化剂用量少,转化率及产率高,选择性高,催化剂耐高温且耐强酸腐蚀性好,可获得高附加值产物四氟乙烯和六氟丙烯等特点。相比较而言,活性炭负载钾催化剂在同样温度下完全没有催化活性,无法实现三氟甲烷的催化转化,无法获得四氟乙烯和六氟丙烯等目标产物。所发明催化剂,不仅有效提高了催化剂抗高温团聚的热稳定性能,而且通过氟化处理可有效提高催化剂的抗腐蚀性能,提高催化剂的使用稳定性。
机译: 通过加成反应制备负载型催化剂的应用支持,例如负载型催化剂。通过加成反应加成聚合的方法
机译: 一种反应器,包括负载型催化剂或负载型催化剂前体的填充床,以及该反应器的用途
机译: 一种反应器,包括负载型催化剂或负载型催化剂前体的填充床,以及该反应器的用途