CN106622309B - 一种n-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种N‑羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂及其制备方法,该制备方法包括含钠镧磷水溶液配制、第一次浸渍、第二次浸渍、混配、干燥与焙烧等步骤。本发明催化剂制备方法简单,耗水量、能耗低、周期短、产量高,制备的催化剂机械强度高,不易粉化,使用寿命长。本发明催化剂在N‑羟乙基吡咯烷酮脱水反应中表现出优异的催化效果,NHP的转化率大于80%,NVP选择性大于92%,且催化剂在含水蒸气反应条件下连续反应100小时后,催化剂性能保持稳定。
Description
【技术领域】
本发明属于化工技术领域。更具体地,本发明涉及一种N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂及其制备方法。
【背景技术】
N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)是聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)的单体,后者广泛用于医药、化妆品、消毒剂、油田采集和水处理等领域。目前NVP的工业合成方法主要是乙炔法(又称Reppe法)和脱水法。乙炔法存在易燃易爆、三废多、设备要求高、操作成本高等难以克服的缺点,国内外的科技工作者都一直在研究可替代的合成方法。脱水法具有操作安全、设备要求低、三废少、产品纯度高等优点。脱水法是在催化剂的存在下通过N-羟乙基吡咯烷酮(NHP)分子内气相脱水而得到NVP。脱水法工艺的市场竞争力与催化剂性能密切相关,只有进一步提高催化剂反应性能,才能够降低脱水法制备NVP的工业生产成本。但是目前公开资料中,NVP选择大于90%的高性能N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂数量有限,有待于开发新的催化剂配方和制备方法。
US5801252和US5625076公开了组成为MaSibXcOd的脱水催化剂,其中M是一种或多种选自碱金属和碱土金属的元素,X是至少一种选自B、Al或P的元素,a=1,b=1~500,c=0~1,d是由a、b与c以及每个元素价态确定的值。专利中的MaSibXcOd脱水催化剂采用过量浸渍法制备,前驱体溶液与二氧化硅类载体混合,然后在水浴加热条件下,将大量多余的水蒸发掉,最后干燥焙烧即可。
CN1712397A公开了组成为MaSibLacRed的多元氧化物催化剂,其中M是碱金属或碱土金属元素,La和Re是稀土元素,其中a、c、d=0~1,b=1~100。专利中的MaSibLacRed催化剂制备方法是将前驱体溶液在pH 6.5~8范围内与白炭黑混合,然后在水浴加热条件下浓缩至干,最后干燥焙烧得到催化剂成品。
刘娜,张明森等人(石油化工,2012,41增刊,347-349)报道了一种Na1Si50La0.1Ce0.1催化剂,其制备方法与CN1712397A专利中采用的制备方法相同,研究发现催化剂失活的一个重要原因是活性组分Na的流失,说明这类催化剂抗水性有待提高。
上述专利报道中的催化剂制备方法产量低、能耗高、周期长,并且大部分制备方法制备的只是粉体催化剂,不适合用于制备工业催化剂。目前专利和文献报道中N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂的制备方法均处于实验室研究阶段,催化剂成型方法未见报道。
本发明人在总结现有技术的基础之上,通过大量实验研究与分析,终于完成了本发明。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂。
本发明的另一个目的是提供所述N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂的制备方法。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂的制备方法。
该制备方法的步骤如下:
A、含钠镧水溶液配制
按照以克计钠盐、镧盐与以毫升计去离子水的比(0.6~8.2):(0.4~6.4):(65~75),把硝酸钠或三水醋酸钠钠盐与六水硝酸镧溶于去离子水中,得到含钠镧水溶液;
按照以克计磷酸与以毫升计去离子水的比(0.4~13.2):400,把浓度为以重量计85%磷酸加到去离子水中,得到磷酸水溶液;
B、第一次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A钠盐的比为(30~33):(0.6~8.2),让二氧化硅浸渍步骤A得到的含钠镧水溶液,得到的固体物在温度120℃~300℃干燥4~12小时,得到一种含钠镧粉末;
C、第二次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A磷酸的比为300:(0.4~10),让步骤B得到的含钠镧粉末浸渍步骤A得到的磷酸水溶液,得到的固体物在温度120℃~300℃干燥4~12小时,得到一种含钠镧磷粉末;
D、混配
让步骤C得到的含钠镧磷粉末再与黏合剂、胶溶剂、填充剂和去离子水混合均匀,其中黏合剂、胶溶剂、填充剂与去离子水的重量比是(36~200):(1.5~25):(15~75):(300~400),然后使用挤压机挤出成型,得到一种催化剂半成品;
E、干燥与焙烧
步骤D得到的催化剂半成品在温度120℃~300℃的条件下干燥4~12小时,接着在温度500℃~550℃的条件下焙烧2~5小时,得到所述的N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂。
根据本发明的一种优选实施方式,在步骤B中,所述的二氧化硅是采用气相法或沉淀法制备得到的二氧化硅粉体。
根据本发明的另一种优选实施方式,在步骤B与步骤C中,得到的固体物在空气中进行干燥。
根据本发明的另一种优选实施方式,在步骤D中,所述的黏合剂是一种或多种选自磷酸铝含量为30%的磷酸铝溶胶溶液、SiO2含量为以重量计24~26%的硅溶胶溶液、Al2O3含量为以重量计24~26%的铝溶胶溶液的溶胶。
根据本发明的另一种优选实施方式,在步骤D中,所述的胶溶剂是氢氧化钠或氢氧化钾;所述的填充剂是一种或多种选自氢氧化钙、氢氧化钡、氧化钴或氧化镍的填充剂。
根据本发明的另一种优选实施方式,在步骤E中,所述的催化剂半成品在空气或惰性气氛中进行干燥与焙烧。
本发明还涉及所述制备方法制备得到的N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂。
根据本发明的一种优选实施方式,以催化剂总重量计,所述的催化剂含有0.5~10%氧化钠相、0.5~8%氧化镧相与0.1~3.0%磷酸相。
在本发明中,如果氧化钠含量大于10%,则催化剂碱性位数量远大于酸性位数量,导致催化剂转化率和选择性降低,如果氧化钠含量小于0.5%,则碱性位数量远小于酸性位数量,导致催化剂转化率和选择性较低。因此氧化钠含量为0.5%~10%是合适的,优选地是1%~8%,更优选地是3%~6%。
在本发明中,如果氧化镧含量大于8%,则氧化镧分散性较低,导致氧化镧颗粒聚集,降低修饰效果,催化剂选择性较低。如果氧化镧含量小于0.5%,则达不到修饰效果,催化剂选择性较低。因此氧化镧含量为0.5%~8%是合适的,优选地是1%~6%,更优选地是3%~5%。
在本发明中,如果磷酸含量大于3%,则催化剂酸性强度太大,导致催化剂选择性较低。如果磷酸含量小于0.1%,则达不到修饰效果,催化剂选择性较低。因此氧化镧含量为0.1%~3%是合适的,优选地是0.3%~2.0%,更优选地是0.5%~1%。
根据本发明的另一种优选实施方式,以催化剂总重量计,所述的催化剂含有3~16%黏合剂、0.5~5.0%胶溶剂与5~20%填充剂。所述的黏合剂是一种或多种选自磷酸铝溶胶、铝溶胶或硅溶胶的黏合剂,胶溶剂是一种或两种选自氢氧化钠、氢氧化钾的胶溶剂;填充剂是一种或多种选自氢氧化钙、氢氧化钡、氧化钴或氧化镍的填充剂。
在本发明中,如果黏合剂含量大于16%,则催化剂催化效率较低,导致催化剂用量较大。如果黏合剂含量小于3%,则成型的催化剂强度较差。因此黏合剂含量为3%~16%是合适的,优选地是5%~15%,更优选地是8%~10%。
在本发明中,如果胶溶剂含量大于5%,则催化剂碱性位过量,导致催化剂转化率和选择性降低。如果胶溶剂含量小于0.5%,则成型的催化剂强度较差。因此胶溶剂含量为0.5%~5%是合适的,优选地是0.5%~4%,更优选地是1%~3%。
在本发明中,如果填充剂含量大于20%,则成型的催化剂强度较差。如果填充剂含量小于5%,则催化剂达不到抗水效果。因此填充剂含量为5%~20%是合适的,优选地是7%~15%,更优选地是8%~12%。
本发明的催化剂具有下述特性:机械强度为80~110N/cm、比表面积为100~200m2/g,平均孔径为10~15nm,孔容为0.6~1.2cm3/g,堆密度为0.3~0.7g/cm3。
其中,比表面积、平均孔径,孔容是使用美国康塔公司NOVA4200比表面积及孔径分布仪在其操作手册指导下,采用国标GB/T 19587-2004及GB/T 21650.3-2011标准分析方法测定得到的。
堆密度是根据HG/T4680-2014标准分析方法测定得到的。
机械强度是根据HG/T2782-1996标准分析方法测定得到的。
根据内标法标准方法,采用气相色谱分析方法,以γ-丁内酯为内标,乙醇为溶剂,测定本发明催化剂的催化特性。
由测定结果按照下述公式计算本发明催化剂的转化率:
NHP的转化率=(NHP进料摩尔量–NHP剩余摩尔量)/NHP进料摩尔量×100%
按照下述公式计算本发明催化剂的选择性:
NVP的转化率=NVP产生摩尔量/(NHP进料摩尔量–NHP剩余摩尔量)×100%
本发明催化剂在催化N-羟乙基吡咯烷酮脱水时的催化特性如下:
在温度340℃~400℃、原料组成以体积计10%NHP/N2与空速1000~2000h-1的条件下,NHP的转化率大于80%,NVP选择性大于92%。
[有益效果]
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明的制备方法简单,耗水量少、能耗低、周期短、产量高,适合用于制备工业催化剂;
(2)制备成型的催化剂强度高(催化剂的外观和微观扫描电镜形态如附图1和附图2所示),机械强度达80N/cm~110N/cm,不易粉化,使用寿命长,催化剂比表面积100~200m2/g,平均孔径10~15nm,孔容0.6~1.2cm3/g,堆密度0.3~0.7g/cm3;
(3)采用本发明的方法制备的N-乙烯基吡咯烷酮合成催化剂性能优异,在温度340℃~400℃,原料组成10%NHP/N2,空速1000~2000h-1的条件下,NHP的转化率大于80%,NVP选择性大于92%;
(4)本发明通过添加氧化镧、磷酸有效改善酸碱活性位分布,添加的填充剂具有高温吸水效果,可以提高催化剂抗水性。
【附图说明】
图1是本发明N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂的外观。
图2是本发明N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂的扫描电镜图。
【具体实施方式】
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
实施例1:
该实施例的实施步骤如下:
A、含钠镧水溶液配制
按照以克计钠盐、镧盐与以毫升计去离子水的比4.1:1.1:70,把硝酸钠钠盐与六水硝酸镧溶于去离子水中,得到含钠镧水溶液;
按照以克计磷酸与以毫升计去离子水的比0.4:400,把浓度为以重量计85%磷酸加到去离子水中,得到磷酸水溶液;
B、第一次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A钠盐的比为30:4.1,将二氧化硅浸渍步骤A得到的含钠镧水溶液,得到的固体物在空气气氛中,温度120℃干燥4小时,得到一种含钠镧粉末;
C、第二次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A磷酸的比为300:0.4,让步骤B得到的含钠镧粉末浸渍步骤A得到的磷酸水溶液,得到的固体物在空气气氛中,温度120℃干燥4小时,得到一种含钠镧磷粉末;
D、混配
让步骤C得到的含钠镧磷粉末再与黏合剂、胶溶剂、填充剂和去离子水混合均匀,其中黏合剂、胶溶剂、填充剂与去离子水的重量比是60:3:30:350,然后使用挤压机挤出成型,得到一种催化剂半成品;所述的黏合剂是二氧化硅含量为以重量计25%的硅溶胶溶液、胶溶剂是氢氧化钠、填充剂是氢氧化钙;
E、干燥与焙烧
步骤D得到的催化剂半成品在空气气氛中,在温度120℃的条件下干燥4小时,接着在空气气氛中,在温度500℃的条件下焙烧2小时,得到所述的N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂。所述催化剂的外观参见附图1;所述催化剂的扫描电镜图参见附图2。
本实施例制备的催化剂记为催化剂1,该催化剂含有以催化剂总重量计5%氧化钠、1.3%氧化镧、0.1%磷酸、5%黏合剂、1%胶溶剂与10%填充剂。
按照本说明书所描述的检测方法测定,催化剂1的机械强度为90N/cm、比表面积150m2/g、平均孔径15nm、孔容0.8cm3/g与堆密度0.5g/cm3。
实施例2:
该实施例的实施步骤如下:
A、含钠镧水溶液配制
按照以克计钠盐、镧盐与以毫升计去离子水的比0.6:0.4:70,把三水醋酸钠钠盐与六水硝酸镧溶于去离子水中,得到含钠镧水溶液;
按照以克计磷酸与以毫升计去离子水的比4:400,把浓度为以重量计85%磷酸加到去离子水中,得到磷酸水溶液;
B、第一次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A钠盐的比为30:0.6,将二氧化硅浸渍步骤A得到的含钠镧水溶液,得到的固体物在空气气氛中,在温度150℃的条件下干燥6小时,得到一种含钠镧粉末;
C、第二次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A磷酸的比为300:4,让步骤B得到的含钠镧粉末浸渍步骤A得到的磷酸水溶液,得到的固体物在空气气氛中,在温度150℃的条件下干燥6小时,得到一种含钠镧磷粉末;
D、混配
让步骤C得到的含钠镧磷粉末再与黏合剂、胶溶剂、填充剂和去离子水混合均匀,其中黏合剂、胶溶剂、填充剂与去离子水的重量比是36:1.5:15:350,然后使用挤压机挤出成型,得到一种催化剂半成品;所述的黏合剂是二氧化硅含量为以重量计25%的硅溶胶溶液、胶溶剂是氢氧化钾、填充剂是氢氧化钡;
E、干燥与焙烧
步骤D得到的催化剂半成品在空气气氛中,在温度120℃的条件下干燥6小时,接着在空气气氛中,在温度500℃的条件下焙烧5小时,得到所述的N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂。
本实施例制备的催化剂记为催化剂2,该催化剂含有以催化剂总重量计0.5%氧化钠、0.5%氧化镧、1%磷酸、3%黏合剂、0.5%胶溶剂与5%填充剂。
按照本说明书所描述的检测方法测定,催化剂2的机械强度为80N/cm、比表面积196m2/g、平均孔径13nm,孔容1.2cm3/g与堆密度0.3g/cm3。
实施例3:
该实施例的实施步骤如下:
A、含钠镧水溶液配制
按照以克计钠盐、镧盐与以毫升计去离子水的比8.2:6.4:65,把硝酸钠钠盐与六水硝酸镧溶于去离子水中,得到含钠镧水溶液;
按照以克计磷酸与以毫升计去离子水的比4:400,把浓度为以重量计85%磷酸加到去离子水中,得到磷酸水溶液;
B、第一次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A钠盐的比为30:8.2,让二氧化硅浸渍步骤A得到的含钠镧水溶液,得到的固体物在空气气氛中,在温度120℃的条件下干燥8小时,得到一种含钠镧粉末;
C、第二次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A磷酸的比为300:4,让步骤B得到的含钠镧粉末浸渍步骤A得到的磷酸水溶液,得到的固体物在空气气氛中,在温度120℃的条件下干燥8小时,得到一种含钠镧磷粉末;所述的黏合剂是二氧化硅含量为以重量计25%的硅溶胶和磷酸铝含量为以重量计30%的磷酸铝溶胶混合溶液(二者质量比为2:1)、胶溶剂是氢氧化钠、填充剂是氢氧化钡和氧化镍混合物(二者质量比为3:1);
D、混配
让步骤C得到的含钠镧磷粉末再与黏合剂、胶溶剂、填充剂与去离子水混合均匀,其中黏合剂、胶溶剂、填充剂与去离子水的重量比是180:1.5:60:300,然后使用挤压机挤出成型,得到一种催化剂半成品;
E、干燥与焙烧
步骤D得到的催化剂半成品在空气气氛中,在温度120℃的条件下干燥8小时,接着在惰性气氛中,在温度550℃的条件下焙烧2小时,得到所述的N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂。
本实施例制备的催化剂记为催化剂3,该催化剂含有以催化剂总重量计10%氧化钠、8%氧化镧、1%磷酸相对含量、16%黏合剂、0.5%胶溶剂与20%填充剂。
按照本说明书所描述的检测方法测定,催化剂3的机械强度为110N/cm、比表面积103m2/g、平均孔径10nm、孔容0.6cm3/g与堆密度0.7g/cm3。
实施例4:
该实施例的实施步骤如下:
A、含钠镧水溶液配制
按照以克计钠盐、镧盐与以毫升计去离子水的比4.1:4:70,把硝酸钠钠盐与六水硝酸镧溶于去离子水中,得到含钠镧水溶液;
按照以克计磷酸与以毫升计去离子水的比8:400,把浓度为以重量计85%磷酸加到去离子水中,得到磷酸水溶液;
B、第一次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A钠盐的比为30:4.1,让二氧化硅浸渍步骤A得到的含钠镧水溶液,得到的固体物在空气气氛中,在温度180℃的条件下干燥4小时,得到一种含钠镧粉末;
C、第二次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A磷酸的比为300:8,让步骤B得到的含钠镧粉末浸渍步骤A得到的磷酸水溶液,得到的固体物在空气气氛中,在温度300℃的条件下干燥4小时,得到一种含钠镧磷粉末;
D、混配
让步骤C得到的含钠镧磷粉末再与黏合剂、胶溶剂、填充剂与去离子水混合均匀,其中黏合剂、胶溶剂、填充剂与去离子水的重量比是36:1.5:15:400,然后使用挤压机挤出成型,得到一种催化剂半成品;所述的黏合剂是三氧化二铝含量为以重量计25%的铝溶胶溶液、胶溶剂是氢氧化钠、填充剂是氧化钴;
E、干燥与焙烧
步骤D得到的催化剂半成品在空气气氛中,在温度300℃的条件下干燥4小时,接着在惰性气氛中,在温度550℃的条件下焙烧2小时,得到所述的N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂。
本实施例制备的催化剂记为催化剂4,该催化剂含有以催化剂总重量计5%氧化钠、5%氧化镧、2%磷酸、3%黏合剂、0.5%胶溶剂与5%填充剂。
按照本说明书所描述的检测方法测定,催化剂4的机械强度为85N/cm、比表面积156m2/g、平均孔径15nm、孔容0.8cm3/g与堆密度0.4g/cm3。
实施例5:
该实施例的实施步骤如下:
A、含钠镧水溶液配制
按照以克计钠盐、镧盐与以毫升计去离子水的比4.1:1:75,把硝酸钠钠盐与六水硝酸镧溶于去离子水中,得到含钠镧水溶液;
按照以克计磷酸与以毫升计去离子水的比13.2:400,把浓度为以重量计85%磷酸加到去离子水中,得到磷酸水溶液;
B、第一次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A钠盐的比为30:4.1,将二氧化硅浸渍步骤A得到的含钠镧水溶液,得到的固体物在空气气氛中,在温度300℃的条件下干燥6小时,得到一种含钠镧粉末;
C、第二次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A磷酸的比为300:10,让步骤B得到的含钠镧粉末浸渍步骤A得到的磷酸水溶液,得到的固体物在空气气氛中,在温度300℃的条件下干燥6小时,得到一种含钠镧磷粉末;
D、混配
让步骤C得到的含钠镧磷粉末再与黏合剂、胶溶剂、填充剂和去离子水混合均匀,其中黏合剂、胶溶剂、填充剂与去离子水的重量比是200:25:75:350,然后使用挤压机挤出成型,得到一种催化剂半成品;所述的黏合剂是二氧化硅含量为以重量计25%的硅溶胶溶液、胶溶剂是氢氧化钠、填充剂是氢氧化钙与氢氧化钡的混合物(二者质量比为2:1)。
E、干燥与焙烧
步骤D得到的催化剂半成品在空气气氛中,在温度300℃的条件下干燥12小时,接着在空气气氛中,在温度550℃的条件下焙烧5小时,得到所述的N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂。
本实施例制备的催化剂记为催化剂5,该催化剂含有以催化剂总重量计5%氧化钠、1.3%氧化镧、3%磷酸、10%黏合剂、5%胶溶剂与15%填充剂。
按照本说明书所描述的检测方法测定,催化剂5的机械强度为104N/cm、比表面积184m2/g、平均孔径12nm、孔容0.8cm3/g与堆密度0.5g/cm3。
实施例6:催化剂1-5催化性能试验
将催化剂1-5破碎成尺寸为10×2.5mm的颗粒。然后取30ml催化剂装填到内径为20mm的固定床反应器中。
反应条件如下:反应原料气组成为10%NHP+90%N2、反应温度350℃、反应压力0.1MPa、气相空速2000h-1。
在反应10小时达到稳定后,收集从固定床反应器排出的N-乙烯基吡咯烷酮产品。
采用气相色谱分析法,以γ-丁内酯为内标,乙醇为溶剂,对本实施例制备得到的N-乙烯基吡咯烷酮产品进行分析,按照本说明书描述的公式计算得到NHP转化率、NVP选择性、NVP收率,这些结果列于表1中。
表1:不同催化剂N-羟乙基吡咯烷酮脱水反应性能
实施例7:本发明催化剂的催化脱水反应稳定性试验
将催化剂5破碎成尺寸10×2.5mm的颗粒。然后取30ml催化剂装填到内径为20mm的固定床反应器中。
反应条件:反应原料气组成为10%NHP+10%H2O+80%N2、反应温度350℃、反应压力0.1MPa、气相空速2000h-1。
在反应1小时后收集从固定床反应器排出的N-乙烯基吡咯烷酮产品,接着在反应100小时后再次收集从固定床反应器排出的N-乙烯基吡咯烷酮产品。
采用与实施例6相同的分析方法,对实施例5制备得到的N-乙烯基吡咯烷酮产品进行了分析,其分析结果列于表2中。
表2:催化剂5在含水蒸汽条件下催化脱水反应稳定性试验结果
实施例8:本发明催化剂的催化脱水反应稳定性试验
将催化剂1破碎成尺寸为10×2.5mm的颗粒。然后取30ml催化剂装填到内径为20mm的固定床反应器中。
反应条件:反应原料气为100%NHP、反应温度360℃、反应压力0.02MPa与气相空速200h-1。反应10小时达到稳定后,收集从固定床反应器排出的N-乙烯基吡咯烷酮产品。
采用与实施例6相同的分析方法,对实施例1制备得到的N-乙烯基吡咯烷酮产品进行了分析,由其分析结果计算得到:NHP转化率87.8%、NVP选择性96.9%与NVP收率85.1%。
Claims (9)
1.一种N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂的制备方法,其特征在于该制备方法的步骤如下:
A、含钠镧水溶液配制
按照以克计钠盐、镧盐与以毫升计去离子水的比(0.6~8.2):(0.4~6.4):(65~75),把硝酸钠或三水醋酸钠钠盐与六水硝酸镧溶于去离子水中,得到含钠镧水溶液;
按照以克计磷酸与以毫升计去离子水的比(0.4~13.2):400,把浓度为以重量计85%磷酸加到去离子水中,得到磷酸水溶液;
B、第一次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A钠盐的比为(30~33):(0.6~8.2),将二氧化硅浸渍在步骤A得到的含钠镧水溶液中,得到的固体物在温度120℃~300℃下干燥4~12小时,得到一种含钠镧粉末;
C、第二次浸渍
按照以克计二氧化硅与步骤A磷酸的比为300:(0.4~10),让步骤B得到的含钠镧粉末浸渍在步骤A得到的磷酸水溶液中,得到的固体物在温度120℃~300℃干燥4~12小时,得到一种含钠镧磷粉末;
D、混配
让步骤C得到的含钠镧磷粉末再与黏合剂、胶溶剂、填充剂和去离子水混合均匀,其中黏合剂、胶溶剂、填充剂与去离子水的重量比是(36~200):(1.5~25):(15~75):(300~400),所述的黏合剂是一种或多种选自磷酸铝含量为以重量计30%的磷酸铝溶胶溶液、SiO2含量为以重量计24~26%的硅溶胶溶液、Al2O3含量为以重量计24~26%的铝溶胶溶液的溶胶;然后使用挤压机挤出成型,得到一种催化剂半成品;
E、干燥与焙烧
步骤D得到的催化剂半成品在温度120℃~300℃的条件下干燥4~12小时,接着在温度500℃~550℃的条件下焙烧2h~5h,得到所述的N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于在步骤B中,所述的二氧化硅是采用气相法或沉淀法制备得到的二氧化硅粉体。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于在步骤B与步骤C中,得到的固体物在空气中进行干燥。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于在步骤D中,所述的胶溶剂是氢氧化钠或氢氧化钾;所述的填充剂是一种或多种选自氢氧化钙、氢氧化钡、氧化钴或氧化镍的填充剂。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于在步骤E中,所述的催化剂半成品在空气或惰性气氛中进行干燥与焙烧。
6.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述制备方法制备得到的N-羟乙基吡咯烷酮脱水催化剂。
7.根据权利要求6所述的催化剂,其特征在于以二氧化硅重量计,所述的催化剂含有0.5~10%氧化钠相、0.5~8%氧化镧相与0.1~3.0%磷酸相。
8.根据权利要求6所述的催化剂,其特征在于以二氧化硅重量计,所述的催化剂含有3~16%黏合剂、0.5~5.0%胶溶剂与5~20%填充剂。
9.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于所述的催化剂具有下述特性:机械强度为80~110N/cm、比表面积为100~200m2/g、平均孔径为10~15nm、孔容为0.6~1.2cm3/g、堆密度为0.3g/cm3~0.7g/cm3。
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