磷酸鋁催化劑及其制備和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種介孔磷酸鋁催化劑、制備方法及其在乳酸脫羰制備大宗化學(xué)品乙醛工藝中的應(yīng)用。本發(fā)明采用硝酸鋁和磷酸在水溶液中，用氨水沉淀制方法制備磷酸鋁，之后置于馬弗爐中焙燒，經(jīng)壓片、粉碎后選取20-40目的顆粒制得所述介孔磷酸鋁催化劑。以生物質(zhì)發(fā)酵而得的乳酸為原料，反應(yīng)溫度為250～400℃，常壓反應(yīng)條件，載氣攜帶原料經(jīng)高溫氣固催化方式合成乙醛，所采用的催化劑為制得的介孔磷酸鋁，此磷酸鋁具有良好的乙醛選擇性和超強(qiáng)的催化穩(wěn)定性(248小時(shí))。由于磷酸鋁催化劑制備簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，成本低廉，催化活性高，穩(wěn)定性好，且乙醛選擇性以及乳酸的轉(zhuǎn)化率高，有著很高的商業(yè)化開發(fā)價(jià)值。
【專利說明】磷酸鋁催化劑及其制備和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及催化劑制備及能源化工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種介孔磷酸鋁催化劑及其制備方法和在催化乳酸脫羰制備乙醛工藝中的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]以生物質(zhì)為原料發(fā)展化學(xué)工業(yè)，是一條可持續(xù)的發(fā)展工藝路線。在生物質(zhì)原料中，乳酸極為重要。其原因在于其分子中含有2個(gè)活潑的官能團(tuán):羥基和羧基。因此，在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界通常把乳酸當(dāng)作一個(gè)生物平臺(tái)分子。譬如，乳酸通過脫水可制備丙烯酸、縮合反應(yīng)制備2，3-戊二酮、脫羰制備乙醛、加氫反應(yīng)可制備丙酸、聚合反應(yīng)制備聚乳酸(生物醫(yī)用材料)等。乙醛作為有機(jī)合成的中間體具有十分廣泛而重要的用途。乙醛可用于制造醋酸、醋酐，約占總量的50%?70% ;乙醛也可用于生產(chǎn)正丁醇，2-乙基己醇、吡啶、季戊四醇等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品又是其他化工醫(yī)藥的原料。因而乙醛的市場(chǎng)需求量很大。
[0003]乳酸分子中正因中同時(shí)存在2個(gè)官能團(tuán)，這也為選擇性化學(xué)利用帶來了很大的困難。其困難主要在于，化學(xué)反應(yīng)中往往兩個(gè)官能團(tuán)均會(huì)參加，形成眾多副產(chǎn)物，使得后續(xù)分離困難，原料利用率低下。目前所報(bào)道的催化劑存在的問題可歸結(jié)為3個(gè)方面:1)催化劑的選擇性高時(shí)，其催化活性(原料轉(zhuǎn)化率)又低；2)催化劑的活性很高時(shí)，往往存在反應(yīng)的選擇性又偏低；3)催化劑的活性和選擇性尚可接受的情況下，催化劑的壽命又偏短。
[0004]通過前期的研究發(fā)現(xiàn)，乳酸脫羰反應(yīng)，所需催化劑的酸性適中最為重要，另外強(qiáng)酸性位越少越好。含鋁的化合物如氧化鋁作為催化劑或載體早已被研究者所認(rèn)識(shí)。鋁作為+3價(jià)陽(yáng)離子，具有Lewis酸性。而乳酸脫羰基反應(yīng)需要酸催化，這就為選擇含鋁化合物成為脫羰催化劑成為了可能。另外，與陰離子進(jìn)行組合，可有效調(diào)節(jié)磷酸鋁的酸性。磷酸作為中強(qiáng)酸，酸性比硫酸弱得多。鋁離子與硫酸根陰離子組合形成的硫酸鋁，通過NH3-TH)分析發(fā)現(xiàn)，盡管存在大量的中等酸位，但也存在相當(dāng)量的強(qiáng)酸位。乳酸脫羰實(shí)驗(yàn)也證明了，催化劑的穩(wěn)定性欠佳，僅僅50h。選擇與磷酸組合形成磷酸鋁，其催化性能又可能優(yōu)于硫酸鋁催化劑。
[0005]磷酸鋁是一種具有酸堿雙催化中心的催化材料，作為催化劑或催化劑載體廣泛應(yīng)用在包括烷基化、氧化脫氫、催化裂化、重整、異構(gòu)化在內(nèi)的多種反應(yīng)中。然而，催化劑的制備條件可能會(huì)影響催化劑的酸堿性、孔結(jié)構(gòu)、比表面等，從而影響到催化劑的催化活性和穩(wěn)定性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高性能，高穩(wěn)定性的磷酸鋁催化劑的制備方法，旨在解決催化反應(yīng)的選擇性問題。
[0007]本發(fā)明提供了一種介孔磷酸鋁催化劑，此磷酸鋁催化劑以鋁、磷摩爾比為1:1的硝酸鋁與磷酸配制成0.3-0.6mmol/L的溶液，并通過氨水調(diào)節(jié)pH為4_6后于70_90°C攪拌制得磷酸鋁白色沉淀，之后將所述磷酸鋁白色沉淀干燥后置于馬弗爐中500-600°C焙燒5_7h，將所得粉末壓片、粉碎，取20-40目的顆粒得到所述介孔磷酸鋁催化劑。
[0008]其中，所述磷酸鋁催化劑為介孔磷酸鋁；所述介孔磷酸鋁的孔徑為10_20nm ;其總酸位密度為3.5-4mmol/g,弱酸位、中強(qiáng)酸位密度為3_3.7mmol/g。
[0009]所述介孔磷酸催化劑的制備方法包括以下步驟:以鋁、磷摩爾比為1:1的硝酸鋁與磷酸配制成0.3-0.6mmol/L溶液，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25 %的氨水調(diào)節(jié)pH值為4_6，在70-90°C下快速攪拌至產(chǎn)生磷酸鋁白色沉淀，將所得磷酸鋁沉淀在70-90°C條件下干燥120-140min，干燥好后置于馬弗爐中500-600°C焙燒5_7h，所得的磷酸鋁粉末壓片，粉碎，取20-40目的顆粒作為催化劑。
[0010]本發(fā)明還提供一種所述的磷酸鋁催化劑制備方法所得磷酸鋁催化劑在乳酸脫羰制備乙醛工藝中的應(yīng)用。
[0011]磷酸鋁催化劑在乳酸脫羰制備乙醛工藝中的應(yīng)用，包括以下步驟:將所述介孔磷酸鋁催化劑加入反應(yīng)管中封端，其中加入磷酸鋁催化劑的體積占反應(yīng)管體積的5-15% ;以載氣攜帶乳酸水溶液通過裝有所述磷酸鋁催化劑的反應(yīng)管，3_8°C /min程序升溫至反應(yīng)溫度，反應(yīng)溫度為250-400°C，乳酸濃度為15-40wt%，進(jìn)料速度為l_8ml/h，載氣的流速為
0.5-8mL/min。
[0012]其中，所述載氣為氮?dú)?。所述反?yīng)管為惰性材質(zhì),優(yōu)選為石英材質(zhì)。
[0013]本發(fā)明所述方法制備磷酸鋁催化劑，表面具有中等酸性位占絕大多數(shù)，強(qiáng)酸位極少，因而磷酸鋁具有良好的乙醛選擇性和超強(qiáng)的催化穩(wěn)定性(248小時(shí))，在催化乳酸脫羰制備乙醛工藝中具有較高的催化活性。譬如此介孔磷酸鋁催化劑，在325°C條件下，乳酸的轉(zhuǎn)化率100%，乙醛的選擇性大于92%。催化劑連續(xù)運(yùn)行248h，催化劑的選擇性幾乎不變，乳酸的轉(zhuǎn)化率僅有小幅度的降低。此外，此介孔磷酸鋁對(duì)反應(yīng)環(huán)境的變化有很強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠承受反應(yīng)條件的劇烈變化，載氣流速、乳酸濃度、進(jìn)料速度發(fā)生變化時(shí)，乳酸的轉(zhuǎn)化率及乙醛的選擇性僅發(fā)生輕微的波動(dòng)。雖已有文獻(xiàn)報(bào)道以硫酸鋁(工業(yè)與工程化學(xué)研究(Industrial&Engineering Chemistry Research),美國(guó)，2Ol4, 53，1l38-1O327)、娃負(fù)載的雜多酸(綠色化學(xué)(Green Chemistry),英國(guó)，2010，12，1910)作為催化劑在乳酸脫羰反應(yīng)制備乙醛，但催化劑性能遠(yuǎn)不及本專利涉及的介孔磷酸鋁催化劑。本發(fā)明所述磷酸鋁催化劑制備簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，成本低廉，催化活性高，穩(wěn)定性好，且乙醛選擇性以及乳酸的轉(zhuǎn)化率高，有著很高的商業(yè)化開發(fā)價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0015]圖1是磷酸鋁催化劑的紅外譜圖；
[0016]圖2是磷酸鋁催化劑的X射線粉末衍射圖；
[0017]圖3-5是磷酸鋁催化劑的掃描照片；
[0018]圖6是磷酸鋁催化劑在不同時(shí)間催化乳酸脫羰乳酸的轉(zhuǎn)化率和乙醛的選擇性。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明中的實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]實(shí)施例一
[0021]采用氨水沉淀法制備介孔磷酸鋁，稱取2.3g磷酸(85wt% )、7.5g硝酸鋁(Al (NO3) 3 * 9H20)溶解在50ml水中，用25%的氨水調(diào)節(jié)pH值為5，在80°C下快速攪拌至產(chǎn)生白色沉淀，將所得沉淀在80°C條件下干燥130min，干燥好后置于馬弗爐中550°C焙燒6h，所得的磷酸鋁粉末壓片，粉碎，取20-40目的顆粒作為磷酸鋁催化劑標(biāo)記為MAP3。選用一根長(zhǎng)400mm，內(nèi)徑為4mm的石英管，將0.1300g上述備用催化劑裝填于石英管中，催化劑在管中長(zhǎng)度為30mm,催化劑的兩端用石英棉封端,該石英棉的長(zhǎng)度為30mm。以氮?dú)鈹y帶乳酸水溶液通過上述裝好催化劑的石英管中，5°C /min程序升溫至380°C，乳酸濃度為20wt%，氮?dú)獾牧魉贋閘mL/min，進(jìn)乳酸水溶液速度為I毫升/小時(shí)。
[0022]對(duì)照實(shí)施例1
[0023]稱取7.5g 的硝酸鋁(Al (NO3) 3.9H20)和 7.6g 磷酸鈉(Na (PO4) 3.12H20)，分別溶解在50mL蒸餾水中，然后將二者溶液混合，反應(yīng)形成磷酸鋁沉淀，用蒸餾水反復(fù)洗滌，直至蒸餾水的PH至中性。在干燥箱中120°C下干燥4h，然后置于馬弗爐中550°C條件下煅燒6h，得到磷酸鋁催化劑標(biāo)記為MAPI。將上述所得的磷酸鋁粉末壓片，粉碎，取20?40目的顆粒作為催化劑備用，選用一根長(zhǎng)400mm，內(nèi)徑為3mm的石英管，將0.1306g上述備用催化劑裝填于石英管中，催化劑在管中長(zhǎng)度為30_，催化劑的兩端用石英棉封端，該石英棉的長(zhǎng)度為30mm。以氮?dú)鈹y帶乳酸水溶液通過上述裝好催化劑的石英管中，5°C /min程序升溫至380°C，乳酸濃度為20Wt%，氮?dú)獾牧魉贋閘mL/min，進(jìn)乳酸水溶液速度為I毫升/小時(shí)。
[0024]對(duì)照實(shí)施例2
[0025]以檸檬酸助劑的作用下合成介孔磷酸鋁，將4.2g檸檬酸、2.3g磷酸(85wt% )、
7.5g硝酸鋁(Al(NO3)3.9H20)溶解在50ml水中，以25%的氨水調(diào)節(jié)pH值為5，在80°C條件下快速攪拌使檸檬酸、硝酸鋁、磷酸均勻形成固態(tài)，將所得固體置于烘箱在150°C條件下干燥30min后，取出置于管式爐在空氣氣氛下，800°C焙燒6h，將所得的磷酸鋁催化劑標(biāo)記為MAP2。將上述所得的磷酸鋁粉末壓片，粉碎，取20?40目的顆粒作為催化劑備用，選用一根長(zhǎng)400mm，內(nèi)徑為3mm的石英管，將0.2986g上述備用催化劑裝填于石英管中，催化劑在管中長(zhǎng)度為30mm,催化劑的兩端用石英棉封端,該石英棉的長(zhǎng)度為30mm。以氮?dú)鈹y帶乳酸水溶液通過上述裝好催化劑的石英管中，5°C /min程序升溫至380°C，乳酸濃度為20wt%，氮?dú)獾牧魉贋閘mL/min，進(jìn)乳酸水溶液速度為I毫升/小時(shí)。
[0026]不同方法制備的磷酸鋁催化劑的活性比較
[0027]首先對(duì)不同方法制備的磷酸鋁的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)進(jìn)行了表征，結(jié)果如表1-2，圖3-5所示。由分析測(cè)試結(jié)果可見，制備方法對(duì)催化劑的物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)有著一定的影響。三種方法制備的催化劑催化性能如表3所示，表3中的數(shù)據(jù)為三次平行試驗(yàn)的平均值。在不添加催化劑時(shí)，乳酸僅有25%發(fā)生了轉(zhuǎn)化；而添加了催化劑(三種催化劑中任意一種)，乳酸均實(shí)現(xiàn)了完全轉(zhuǎn)化，表明確實(shí)起了催化作用。另外，觀察乙醛的選擇性，則三種催化劑給出了不一致的結(jié)果，實(shí)施例一中的乙醛選擇性優(yōu)于對(duì)照實(shí)施例中的。這說明催化劑的制備方式對(duì)催化劑的性能有著明顯的影響作用。
[0028]表I不同制備方式獲得的磷酸鋁的物理性質(zhì)
[0029]
磷酸鋁催化劑I比表面積(m2/g)I孔容(CmVg)I平均孔徑(ran)
實(shí)施例一171.1079ΤΓδ
對(duì)照實(shí)施例174Γ8Τ7?6378
對(duì)照實(shí)施例207?8?9
[0030]表2磷酸鋁催化劑的氨吸脫附數(shù)據(jù)(NH3-TH))
[0031]
磚酸鋁酸密度(mmol/g )
總酸密度(mmol/g )
催化劑中酸位密度(I2 0-400 O 強(qiáng)酸位密度(400-600 °C)
實(shí)施例一3.420.4789
對(duì)照實(shí)施例11.080.281.36
對(duì)照實(shí)施例22.180.492.67
[0032]表3磷酸鋁催化劑的催化性能
[0033]
乳酸轉(zhuǎn)化率選擇性[%]
磷酸鋁催化劑-----
[%]乙醛丙酸醋酸丙烯酸戌二酮空白實(shí)驗(yàn)25.062.026.04.44.60.6
實(shí)施例一10093.22.11.80.71.8
對(duì)照實(shí)施例110076.13.51.53.71.1
對(duì)照實(shí)施例 21D93.11.81.41.12.0
[0034]以下實(shí)施例為介孔磷酸鋁在乳酸脫羰制備乙醛中的應(yīng)用。
[0035]實(shí)施例三
[0036]0.1358g粒徑在20?40目的介孔磷酸鋁，置于內(nèi)徑為4mm的石英管中，用石英棉固定催化劑磷酸鋁，然后將填有催化劑的石英管置于加熱爐中，打開氮?dú)獠⒁?.5ml/min通入，打開加熱裝置，以3°C /min程序升溫的方式使溫度達(dá)到250°C，恒定溫度，lml/h通入20%的乳酸水溶液，收集生成物，為無色透明液體，分析生成物，乳酸的轉(zhuǎn)化率為40%，乙醛的選擇性為98%。
[0037]實(shí)施例四
[0038]0.1358g粒徑在20?40目的介孔磷酸鋁，置于內(nèi)徑為4mm的石英管中，用石英棉固定催化劑磷酸鋁，然后將填有催化劑的石英管置于加熱爐中，打開氮?dú)獠⒁詌ml/min通入，打開加熱裝置，以8°C /min程序升溫的方式使溫度達(dá)到275°C，恒定溫度，8ml/h通入20%的乳酸水溶液，收集生成物，為無色透明液體，分析生成物，乳酸的轉(zhuǎn)化率為85%，乙醛的選擇性為97%。
[0039]實(shí)施例五
[0040]0.1378g粒徑在20?40目的介孔磷酸招,置于內(nèi)徑為4mm的石英管中，用石英棉固定催化劑磷酸鋁，然后將填有催化劑的石英管置于加熱爐中，打開氮?dú)獠⒁?ml/min通入，打開加熱裝置，以5°C /min程序升溫的方式使溫度達(dá)到300°C，恒定溫度，6ml/h通入20%的乳酸水溶液，收集生成物，為無色透明液體，分析生成物，乳酸的轉(zhuǎn)化率為99%，乙醛的選擇性為96%。
[0041]實(shí)施例六
[0042]0.1378g粒徑在20?40目的介孔磷酸鋁，置于內(nèi)徑為4mm的石英管中，用石英棉固定催化劑磷酸鋁，然后將填有催化劑的石英管置于加熱爐中，打開氮?dú)獠⒁?ml/min通入，打開加熱裝置，以4°C /min程序升溫的方式使溫度達(dá)到325°C，恒定溫度，4ml/h通入20%的乳酸水溶液，收集生成物，為無色透明液體，分析生成物，乳酸的轉(zhuǎn)化率為100%，乙醛的選擇性為96%。
[0043]實(shí)施例七
[0044]0.1300g粒徑在20?40目的介孔磷酸鋁，置于內(nèi)經(jīng)徑為4mm的石英管中，用石英棉固定催化劑磷酸鋁，然后將填有催化劑的石英管置于加熱爐中，打開氮?dú)獠⒁?ml/min通入，打開加熱裝置，以7V /min程序升溫的方式使溫度達(dá)到380°C，恒定溫度，2ml/h通入20%的乳酸水溶液，收集生成物，為淺黃色透明液體，分析生成物，乳酸的轉(zhuǎn)化率為100%，乙醛的選擇性為94%。
[0045]實(shí)施例八
[0046]0.1385g粒徑在20?40目的介孔磷酸鋁，置于內(nèi)徑為4mm的石英管中，用石英棉固定催化劑磷酸鋁，然后將填有催化劑的石英管置于加熱爐中，打開氮?dú)獠⒁?ml/min通入，打開加熱裝置，以6°C /min程序升溫的方式使溫度達(dá)到325°C，恒定溫度，6ml/h持續(xù)通入20%的乳酸水溶液，間隔收集生成物，持續(xù)時(shí)間248小時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。樣品由開始的無色透明后變成淺黃色，分析所有收集生成物，乳酸的轉(zhuǎn)化率由初始的100%到248小時(shí)后的約80%，乙醛的選擇性基本保持在92%以上。
[0047]實(shí)施例九
[0048]0.1335g粒徑在20?40目的介孔磷酸鋁，置于內(nèi)徑為4mm的石英管中，用石英棉固定催化劑磷酸鋁，然后將填有催化劑的石英管置于加熱爐中，打開氮?dú)獠⒁?ml/min通入，打開加熱裝置，以4°C /min程序升溫的方式使溫度達(dá)到325°C，恒定溫度，2ml/h通入15%的乳酸水溶液，收集生成物，為無色透明液體，分析生成物，乳酸的轉(zhuǎn)化率為100%，乙醛的選擇性為97%。
[0049]實(shí)施例十
[0050]0.1335g粒徑在20?40目的介孔磷酸鋁，置于內(nèi)徑為4mm的石英管中，用石英棉固定催化劑磷酸鋁，然后將填有催化劑的石英管置于加熱爐中，打開氮?dú)獠⒁?ml/min通入，打開加熱裝置，以7 V /min程序升溫的方式使溫度達(dá)到325°C，恒定溫度，4ml/h通入30%的乳酸水溶液，收集生成物，為淺黃色透明液體，分析生成物，乳酸的轉(zhuǎn)化率為100%，乙醛的選擇性為91%。
[0051]實(shí)施例1^一
[0052]0.1335g粒徑在20?40目的介孔磷酸鋁，置于內(nèi)徑為4mm的石英管中，用石英棉固定催化劑磷酸鋁，然后將填有催化劑的石英管置于加熱爐中，打開氮?dú)獠⒁?ml/min通入，打開加熱裝置，以5°C /min程序升溫的方式使溫度達(dá)到325°C，恒定溫度，3ml/h通入40%的乳酸水溶液，收集生成物，為淺黃色透明液體，分析生成物，乳酸的轉(zhuǎn)化率為97%，乙醛的選擇性為92%。
[0053]實(shí)施例十二
[0054]0.1323g粒徑在20?40目的介孔磷酸鋁，置于內(nèi)徑為4mm的石英管中，用石英棉固定催化劑磷酸鋁，然后將填有催化劑的石英管置于加熱爐中，打開氮?dú)獠⒁?ml/min通入，打開加熱裝置，以6°C /min程序升溫的方式使溫度達(dá)到325°C，恒定溫度，8ml/h通入20%的乳酸水溶液，收集生成物，為淺黃色透明液體，分析生成物，乳酸的轉(zhuǎn)化率為99%，乙醛的選擇性為95%。
[0055]實(shí)施例十三
[0056]0.1368g粒徑在20?40目的介孔磷酸鋁，置于內(nèi)徑為4mm的石英管中，用石英棉固定催化劑磷酸鋁，然后將填有催化劑的石英管置于加熱爐中，打開氮?dú)獠⒁?ml/min通入，打開加熱裝置，以4°C /min程序升溫的方式使溫度達(dá)到325°C，恒定溫度，以3.0ml/h通入20%的乳酸水溶液，收集生成物，為淺黃色透明液體，分析生成物，乳酸的轉(zhuǎn)化率為99%，乙醛的選擇性為95%。
[0057]下面對(duì)照實(shí)施例是以MAP2為催化劑在乳酸脫羰制備乙醛中的應(yīng)用:
[0058]0.3000g粒徑在20?40目的介孔磷酸鋁MAP2，置于內(nèi)徑為4mm的石英管中，用石英棉固定催化劑磷酸鋁，然后將填有催化劑的石英管置于加熱爐中，打開氮?dú)獠⒁詌ml/min通入，打開加熱裝置，以4°C /min程序升溫的方式使溫度達(dá)到325°C，恒定溫度，以1.0ml/h通入20 %的乳酸水溶液，催化劑連續(xù)運(yùn)行I 1h后，轉(zhuǎn)化率降低至65 %，乙醛選擇性達(dá)90 %左右。
[0059]綜上說明，本發(fā)明制備的介孔磷酸鋁對(duì)反應(yīng)環(huán)境的變化有很強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠承受反應(yīng)條件的劇烈變化，載氣流速、乳酸濃度、進(jìn)料速度發(fā)生變化時(shí)，乳酸的轉(zhuǎn)化率及乙醛的選擇性僅發(fā)生輕微的波動(dòng)。
[0060]上述實(shí)施方式旨在舉例說明本發(fā)明可為本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)或使用，對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，故本發(fā)明包括但不限于上述實(shí)施方式，任何符合本權(quán)利要求書或說明書描述，符合與本文所公開的原理和新穎性、創(chuàng)造性特點(diǎn)的方法、工藝、產(chǎn)品，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種介孔磷酸鋁催化劑，其特征在于由以下方法制得:以鋁、磷摩爾比為1:1的硝酸鋁與磷酸配制成0.3-0.6mmol/L的溶液，并通過氨水調(diào)節(jié)pH為4_6后于70_90°C攪拌制得磷酸鋁白色沉淀，之后將所述磷酸鋁白色沉淀干燥后置于馬弗爐中500-600°C焙燒5-7h，將所得粉末壓片、粉碎，取20-40目的顆粒得到所述介孔磷酸鋁催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介孔磷酸鋁催化劑，其特征在于:所述介孔磷酸鋁催化劑的孔徑為10-20nm,總酸位密度為3.5_4mmol/g,弱酸位、中強(qiáng)酸位密度為3_3.7mmol/g。
3.一種制備如權(quán)利要求1或2中所述介孔磷酸鋁催化劑的方法，其特征在于包括以下步驟: 以鋁、磷摩爾比為1:1的硝酸鋁與磷酸配制成0.3-0.6mmol/L的溶液； 用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的氨水調(diào)節(jié)pH值為4-6 ； 在70-90°C下快速攪拌至產(chǎn)生磷酸鋁白色沉淀； 將所得磷酸鋁沉淀在70-90°C條件下干燥120-140min ； 干燥好后將所述磷酸鋁置于馬弗爐中500-600°C焙燒5-7h ； 所得的磷酸鋁粉末壓片，粉碎，取20?40目的顆粒得到所述介孔磷酸鋁催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的介孔磷酸鋁催化劑在乳酸脫羰制備乙醛工藝中的應(yīng)用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述磷酸鋁催化劑在乳酸脫羰制備乙醛工藝中的應(yīng)用，其特征在于:將所述介孔磷酸鋁催化劑加入反應(yīng)管中封端，其中加入磷酸鋁催化劑的體積占反應(yīng)管體積的5-15%;以載氣攜帶乳酸水溶液通過裝有所述磷酸鋁催化劑的反應(yīng)管，3?8°C /min程序升溫至反應(yīng)溫度，反應(yīng)溫度為250?400°C，乳酸濃度為15?40wt%，進(jìn)料速度為I?8ml/h,載氣的流速為0.5?8mL/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的介孔磷酸鋁催化劑在乳酸脫羰制備乙醛工藝中的應(yīng)用，其特征在于:所述載氣為氮?dú)狻?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的介孔磷酸鋁催化劑在乳酸脫羰制備乙醛工藝中的應(yīng)用，其特征在于:所述反應(yīng)管為惰性材質(zhì)。
【文檔編號(hào)】C07C45/54GK104174417SQ201410443134
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】唐聰明, 彭建生, 李新利, 翟占杰 申請(qǐng)人:西華師范大學(xué)