一種新型Cu-V-MCM-41催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種負(fù)載銅、釩金屬鹽的MCM-41分子篩作為催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]介孔分子篩的出現(xiàn)，使我們得到了一種新型的納米結(jié)構(gòu)材料，MCM-41分子篩便是其中之一。它的孔徑介于微孔和大孔之間，孔徑比較寬(1.5?10 nm)，呈現(xiàn)出六方有序排列，具有較大的比表面積(> 700 m2/g)以及三維孔道結(jié)構(gòu)。它具有:孔道結(jié)構(gòu)排列有序、孔徑分布單一、孔徑尺寸可以較寬范圍內(nèi)變化、孔壁的組成以及性質(zhì)可以調(diào)控、通過(guò)優(yōu)化合成條件可合成高熱穩(wěn)定性和高水熱穩(wěn)定性等優(yōu)良特性。它是優(yōu)良的固載型催化劑的載體，作為非均相催化劑的載體被廣泛應(yīng)用于光、電、離子、吸附、分離、催化等領(lǐng)域。它的孔道表面含有很多硅羥基，使得有機(jī)官能團(tuán)和有金屬原子等更容易鍵合到分子篩中，所以如何利用這些硅羥基得到高質(zhì)量的科研成果也一直是眾多科研工作者努力探宄的。
[0003]MCM-41分子篩與純硅相比具有比表面積大、可修飾性內(nèi)表面、吸附量大等優(yōu)勢(shì)。純硅中有序的介孔材料骨架的晶格缺陷少，缺乏B酸、L酸中心，限制了它的催化活性，但是當(dāng)分子篩孔道內(nèi)表面存在硅羥基基團(tuán)，用浸漬法或者直接合成等方法在其孔道或骨架中引入其他元素來(lái)加大缺陷的數(shù)量，改變其表面酸堿性、氧化還原性、極性、親水性及疏水性，從而改善其在反應(yīng)中的催化應(yīng)用活性，愈來(lái)愈引起廣泛關(guān)注。金屬銅、釩分別作為催化劑應(yīng)用的研宄很多很廣泛，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外課題組對(duì)于MCM-41分子篩負(fù)載金屬鹽作為催化劑的研宄也愈來(lái)愈深入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及一種新型Cu-V-MCM-41催化劑的制備方法。
[0005]本發(fā)明涉及一種MCM-41分子篩負(fù)載銅、釩金屬鹽的新型催化劑的制備方法，采用具有高熱穩(wěn)定性好、高水穩(wěn)定性、孔道結(jié)構(gòu)排列有序、孔壁的組成以及性質(zhì)可以調(diào)控的MCM-41分子篩做為載體，同時(shí)選用銅鹽和釩鹽兩種廉價(jià)高效的不同催化效用的金屬鹽等比例復(fù)合固載于MCM-41分子篩上。在其制備過(guò)程中2:1:1等比例混合，常溫下磁子攪拌，然后過(guò)濾洗滌，烘干，馬弗爐中550 °0煅燒后得到灰褐色多金屬負(fù)載分子篩催化劑，操作簡(jiǎn)單且成本較低。
[0006]本發(fā)明米用載體及金屬鹽分別是:MCM-41分子篩，醋酸銅和偏I(xiàn)凡酸鈉。本發(fā)明包括的具體步驟:I)在磁力攪拌的情況下，將MCM-41分子篩、醋酸銅和偏釩酸鈉等比例2:1:1加入到25 0C的蒸餾水溶液中；2)在室溫下磁力攪拌一定時(shí)間；3)得到藍(lán)色乳液狀混沉淀物質(zhì)，抽濾，洗滌，干燥后，于馬弗爐中550 °0煅燒得到多金屬負(fù)載分子篩催化劑。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用一種簡(jiǎn)單的固載方法，制備了多金屬(銅和釩)負(fù)載的分子篩催化劑，方法簡(jiǎn)單且成本低。該催化劑具有可循環(huán)使用、綜合催化性能優(yōu)良、反應(yīng)條件溫、同時(shí)具有銅和釩的復(fù)合催化效果。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為介孔分子篩MCM-41 (a)與新型Cu-V-MCM-41催化劑(b)的XRD譜圖。
[0009]圖2為介孔分子篩MCM-41 (A)與新型Cu-V-MCM-41催化劑(B)的掃描電鏡譜圖。
[0010]圖3為介孔分子篩MCM-41 (a)與新型Cu-V-MCM-41催化劑(b)的紅外譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
[0012]實(shí)施實(shí)例
稱取MCM-41分子篩I g混溶于10 mL蒸餾水中常溫下均勻磁力攪拌10 min得到溶液I;分別加入0.5 g醋酸銅和偏釩酸鈉溶入10 mL蒸餾水中常溫下均勻磁力攪拌5 min得到溶液2 ;勻速磁力攪拌下將溶液2逐滴加入溶液I中，繼續(xù)攪拌3 h，得到藍(lán)色乳液狀液體；過(guò)濾，水洗滌2-3次，烘干，550 °C下煅燒15 h，得到灰褐色粉末催化劑。
[0013]上述催化劑經(jīng)XRD譜圖與MCM-41分子篩對(duì)比，在分子篩的骨架振動(dòng)衍射峰上有明顯的金屬晶型衍射峰出現(xiàn)。同時(shí)通過(guò)圖2掃描電鏡對(duì)比觀察可知金屬可能以氧化態(tài)的形式高度分散在分子篩表面。圖3為介孔分子篩MCM-41(a)與新型Cu-V-MCM-41催化劑(b)的紅外譜圖，對(duì)比發(fā)現(xiàn)分子篩骨架硅氧振動(dòng)在1088 cm'813 cnT1和458 cnf1的吸收峰發(fā)生明顯紅移，說(shuō)明銅原子與硅之間存在較強(qiáng)的相互作用，即形成Cu-O-Si鍵所致；金屬V-N鍵的特征吸收峰一般都較弱在遠(yuǎn)紅外段460-550 cnT1，800-1000 cnT1之間的弱峰，可歸屬為V-O鍵的特征吸收峰。綜合推斷分子篩和金屬存在一定相互作用，能共同作為催化劑表現(xiàn)出復(fù)合高效的催化性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型Cu-V-MCM-41催化劑的制備方法，采用MCM-41分子篩作為載體，同時(shí)選用銅鹽和釩鹽兩種廉價(jià)高效的不同催化效用的金屬鹽等比例復(fù)合固載于MCM-41分子篩上，以2:1:1等比例混合，常溫下蒸餾水中磁力攪拌3 h，然后過(guò)濾洗滌，烘干，馬弗爐中550 0C煅燒15 h后得到灰褐色多金屬負(fù)載分子篩催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，稱取MCM-41分子篩Ig混溶于10 mL蒸餾水中常溫下均勻磁力攪拌10 min得到溶液I ;分別加入0.5 g醋酸銅和偏釩酸鈉溶入10 mL蒸餾水中常溫下均勻磁力攪拌5 min得到溶液2 ;勻速磁力攪拌下將溶液2逐滴加入溶液I中，繼續(xù)攪拌3h，得到藍(lán)色乳液狀液體；過(guò)濾，水洗滌2-3次，烘干，550 °C下煅燒15 h，得到灰褐色粉末催化劑。
【專利摘要】本文涉及一種新型Cu-V-MCM-41催化劑的制備方法，采用MCM-41分子篩作為載體，同時(shí)選用銅鹽和釩鹽兩種廉價(jià)高效的不同催化效用的金屬鹽等比例復(fù)合固載于MCM-41分子篩上，以2:1:1等比例混合，常溫下蒸餾水中磁力攪拌3h，然后過(guò)濾洗滌，烘干，馬弗爐中550℃煅燒15h后得到灰褐色多金屬負(fù)載分子篩催化劑。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用一種簡(jiǎn)單的固載方法，制備了銅、釩金屬鹽負(fù)載的分子篩催化劑，方法簡(jiǎn)單且成本低。該催化劑具有可循環(huán)使用、綜合催化性能優(yōu)良、反應(yīng)條件溫、同時(shí)具有銅和釩的復(fù)合催化效果。
【IPC分類】B01J29-78
【公開(kāi)號(hào)】CN104722330
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510175811
【發(fā)明人】解正峰, 付亞紅, 惠永海
【申請(qǐng)人】新疆大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年4月15日