CN116328781A - 1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂及其制备方法 - Google Patents
1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116328781A CN116328781A CN202310292666.8A CN202310292666A CN116328781A CN 116328781 A CN116328781 A CN 116328781A CN 202310292666 A CN202310292666 A CN 202310292666A CN 116328781 A CN116328781 A CN 116328781A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- copper
- bismuth
- solution
- catalyst
- butynediol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 81
- QAAXRTPGRLVPFH-UHFFFAOYSA-N [Bi].[Cu] Chemical compound [Bi].[Cu] QAAXRTPGRLVPFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- DLDJFQGPPSQZKI-UHFFFAOYSA-N but-2-yne-1,4-diol Chemical compound OCC#CCO DLDJFQGPPSQZKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- -1 alkyne diol Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims description 34
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 32
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 24
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 23
- RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N hydron;methyl 4-methoxypyridine-2-carboxylate;chloride Chemical group Cl.COC(=O)C1=CC(OC)=CC=N1 RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 13
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 12
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 10
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 7
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical group [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims description 6
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K bismuth chloride Chemical compound Cl[Bi](Cl)Cl JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- TXKAQZRUJUNDHI-UHFFFAOYSA-K bismuth tribromide Chemical compound Br[Bi](Br)Br TXKAQZRUJUNDHI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- DQUIAMCJEJUUJC-UHFFFAOYSA-N dibismuth;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Bi+3].[Bi+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O DQUIAMCJEJUUJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 5
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 claims description 4
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 3
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 claims description 3
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000019794 sodium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N aluminium nitrate Chemical compound [Al+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims 1
- 239000001164 aluminium sulphate Substances 0.000 claims 1
- 235000011128 aluminium sulphate Nutrition 0.000 claims 1
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical group O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 8
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000007036 catalytic synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 108
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 26
- VIJYFGMFEVJQHU-UHFFFAOYSA-N aluminum oxosilicon(2+) oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Al+3].[Si+2]=O VIJYFGMFEVJQHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 10
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical group [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 2
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- NKCVNYJQLIWBHK-UHFFFAOYSA-N carbonodiperoxoic acid Chemical compound OOC(=O)OO NKCVNYJQLIWBHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013064 chemical raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229940116318 copper carbonate Drugs 0.000 description 1
- GEZOTWYUIKXWOA-UHFFFAOYSA-L copper;carbonate Chemical compound [Cu+2].[O-]C([O-])=O GEZOTWYUIKXWOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003921 particle size analysis Methods 0.000 description 1
- 229920001896 polybutyrate Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/843—Arsenic, antimony or bismuth
- B01J23/8437—Bismuth
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/36—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring increasing the number of carbon atoms by reactions with formation of hydroxy groups, which may occur via intermediates being derivatives of hydroxy, e.g. O-metal
- C07C29/38—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring increasing the number of carbon atoms by reactions with formation of hydroxy groups, which may occur via intermediates being derivatives of hydroxy, e.g. O-metal by reaction with aldehydes or ketones
- C07C29/42—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring increasing the number of carbon atoms by reactions with formation of hydroxy groups, which may occur via intermediates being derivatives of hydroxy, e.g. O-metal by reaction with aldehydes or ketones with compounds containing triple carbon-to-carbon bonds, e.g. with metal-alkynes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C33/00—Unsaturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
- C07C33/04—Acyclic alcohols with carbon-to-carbon triple bonds
- C07C33/042—Acyclic alcohols with carbon-to-carbon triple bonds with only one triple bond
- C07C33/044—Alkynediols
- C07C33/046—Butynediols
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种1,4‑丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂及其制备方法,所述催化剂包括Al2O3和SiO2复合氧化物载体,以及负载在所述Al2O3和SiO2复合氧化物载体上的CuO和Bi2O3,所述催化剂中,CuO的质量百分含量为25%~35%,Bi2O3的质量百分含量为1.5%~4%,该方法包括原位合成复合氧化物载体,通过助剂修饰、合成温度及速度调变控制氧化物载体的强度、粒度尺寸及过滤速度,氧化物载体和活性金属同时原位生成,大部分活性金属可以类似半包覆状态镶嵌在载体中,在1,4‑丁炔二醇催化合成反应中,具有催化活性高、铜和硅流失少、稳定性好的特点。
Description
技术领域
本发明属于催化反应技术领域,具体涉及1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂及其制备方法。
背景技术
1,4-丁炔二醇(BYD)是一种重要的精细化工和有机化工原料,由于其含有性质比较活泼碳碳三键和两个羟基,可以通过化学反应得到多种高附加值衍生物。其氢化产物1,4-丁二醇(BDO)是合成γ-丁内酯(GBL)、四氢呋喃(THF)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚氨酯(PU)的基础原料,随着国家对使用一次性生物可降解材料的要求不断提高,对生物可降解材料PBAT和PBS的需求也不断增长,从而导致其上游原料BDO的需求也不断增长,BDO产能几年后将接近800万吨。通过甲醛乙炔化合成1,4-丁二醇的Reppe法,又称炔醛法,是目前国内采用的技术成熟、经济效益显著的生产BYD方法之一,也是新型煤化工生产精细化学品较为成功的技术路线。该工艺路线可以将煤基初级化学品的原料优势与其下游高附加值化学品的巨大市场需求相结合,在打通煤炭高效综合利用的产业链中起到关键作用。
Reppe法工艺的核心是Cu-Bi催化剂,该催化剂分为以氧化铜、氧化铋和硅质材料组成的微米级负载型催化剂和以碱式碳酸铜为活性组分的非负载型催化剂。例如:专利申请文件US4288641和US3920759分别公开了以分子筛和硅酸镁为载体的铜铋催化剂。中国专利申请文件CN102950014、CN102950002和CN103480382公开了活性物质为碱式碳酸铜铋的催化剂。中国专利申请文件CN102658158将铜、铋、镁的盐配成溶液后,再将有机硅加入并加入有机溶剂乙醇,于碱性条件下水解沉淀,再在惰性气氛下焙烧得到Cu Bi/C MgOSiO2催化剂。现有工业生产实践表明,Reppe法合成BYD过程中的负载型铜铋催化剂存在强度差、易粉化的情况,造成催化剂寿命短,同时存在较严重的铜、硅流失,需经过离子交换装置除铜和硅而产生大量废水等不足,这严重影响了工业装置的连续操作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂及其制备方法。本发明的1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂可有效促进1,4-丁炔二醇合成,具有催化活性高、铜和硅流失少、稳定性好的特点。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,其特征在于,所述催化剂包括Al2O3和SiO2复合氧化物载体,以及负载在所述Al2O3和SiO2复合氧化物载体上的CuO和Bi2O3,所述催化剂中,CuO的质量百分含量为25%~35%,Bi2O3的质量百分含量为1.5%~4%。
上述的1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,其特征在于,所述Al2O3和SiO2复合氧化物载体中Si:Al质量比为(1~8):1。
此外,本发明还提供一种制备上述1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂的方法,其特征在于,包括:
步骤一、向铝源溶液中加入试剂Ⅰ和去离子水;所述试剂Ⅰ为柠檬酸、尿素、葡萄糖、油胺或碳酸氢铵;
步骤二、向硅源溶液中加入试剂Ⅱ和去离子水,得到溶液A;所述试剂Ⅱ为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢铵;
步骤三、将铜源溶液含铋源的稀硝酸溶液混合,加入试剂Ⅲ和去离子水,用硝酸控制体系pH为0.5,混合均匀,得到溶液B;所述试剂Ⅲ为C2~C8羧酸化合物;
步骤四、将步骤一体系升温至30~95℃,剧烈搅拌条件下,将溶液A和溶液B同时并流滴入所述体系中,滴加时间30~360min;
步骤五、滴加完毕后立即将步骤四中滴加后体系过滤,得到滤饼,将所述滤饼洗涤至电导率30us/cm后于真空烘箱中烘干,得到烘干后固相,将所述烘干后固相于350~750℃管式炉中惰性气氛下焙烧,得到1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂;
所述步骤五还可以为,老化15~60min后过滤,得到滤饼,将所述滤饼洗涤至电导率30us/cm后于真空烘箱中烘干,得到烘干后固相,将所述烘干后固相于350~750℃管式炉中惰性气氛下焙烧,得到1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂。
上述的方法,其特征在于,步骤一中,所述铝源为硫酸铝、硝酸铝、铝酸钠或氯化铝。
上述的方法,其特征在于,步骤一中,所述试剂Ⅰ的质量为铝质量的0.1~2倍。
上述的方法,其特征在于,步骤二中,所述硅源溶液为硅酸钠、偏硅酸钠、硅酸钾或硅酸铵.
上述的方法,其特征在于,步骤二中,所述试剂Ⅱ的质量为硅质量的3.5倍~5倍。
上述的方法,其特征在于,步骤三中,所述铜源为硝酸铜、乙酸铜、氯化铜或硫酸铜;步骤三中,所述铋源为硝酸铋、氯化铋、溴化铋或硅酸铋。
上述的方法,其特征在于,步骤三中,所述试剂Ⅲ为苯甲酸、戊二酸、草酸或丙二酸;步骤三中,所述试剂Ⅲ的质量为氧化铜质量的0.1~0.5倍。
上述的方法,其特征在于,步骤四中,所述体系升温至50~85℃。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明的1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,可有效促进1,4-丁炔二醇合成,具有催化活性高、铜和硅流失少、稳定性好的特点。
2、本发明的1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂的制备方法利用原位合成复合氧化物载体、助剂修饰、合成温度、速度及过滤速度调变,获得具有适宜强度和粒度尺寸的氧化物载体,氧化物载体和活性金属同时原位生成,大部分活性金属以类似半包覆状态镶嵌在载体中,可有效减少铜的流失。
3、本发明的1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂的制备方法中,以氧化铝氧化硅复合氧化物为载体,氧化硅含量低于传统的以硅质材料为载体的铜铋催化剂,可有效减少因硅流失引起的环保问题。
4、本发明的1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂的制备方法中,在引入铜和铋过程中包括将试剂Ⅲ加入体系,以二元羧酸为主的试剂Ⅲ可有效利用其对金属粒子的竞争吸附能力,减少活性金属粒子的团簇,实现同等反应效果下氧化铜含量的降低,可有效降低催化成本和操作风险。
5、本发明的1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂的制备方法容易控制,原料易得,工艺简单,成本低廉,易于工业化量产。
下面结合实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
本发明的1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂及其制备方法中,所述催化剂包含质量百分含量为25%~35%的CuO、质量百分含量为1.5%~4%的Bi2O3以及Al2O3和SiO2复合氧化物载体。本发明利用原位合成复合氧化物载体,通过助剂修饰、合成温度及速度调变,可有效控制氧化物载体的强度、粒度尺寸及过滤速度。且氧化物载体和活性金属同时原位生成,大部分活性金属可以类似半包覆状态镶嵌在载体中,可以减少铜的流失,催化剂在保持良好初始活性的同时,兼具良好的稳定性。
本发明催化剂以下结合实施例具体说明本发明的内容,下列说明并非对本发明的限制。
按本发明的方法制备得到一系列1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,具体如下。
实施例1
本实施例提供一种1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,所述催化剂由Si:Al质量比为5:1的氧化硅-氧化铝载体负载质量百分含量为35%CuO和1.5%Bi2O3所组成,所述催化剂的制备方法包括以下步骤:
步骤一、向装有486ml硫酸铝溶液的沉淀容器中加入4.86g柠檬酸和300ml去离子水;所述硫酸铝溶液中铝浓度为0.01g/ml;所述沉淀容器为本领域常见可供搅拌并容置沉淀物的容器,比如可以为反应罐;
步骤二、向254ml硅浓度为0.1g/ml的硅酸钠溶液中加入100g碳酸钠和1000ml去离子水,得到溶液A;
步骤三、将112ml铜浓度为0.25g/ml的硝酸铜溶液和5.38ml铋浓度为0.25g/ml的含硝酸铋的稀硝酸溶液混合,加入苯甲酸3.5g和去离子水30ml,用硝酸控制体系pH为0.5,混合均匀,得到溶液B;所述含硝酸铋的稀硝酸溶液可以为硝酸铋溶解于浓度为20%的稀硝酸溶液中得到的含硝酸铋的稀硝酸溶液;所述用硝酸控制体系pH为0.5为向加入苯甲酸和去离子水后体系中加入硝酸以使该体系pH为0.5;
步骤四、将步骤一所述沉淀容器升温至60℃,剧烈搅拌条件下,将溶液A和溶液B同时并流滴入沉淀容器中,滴加时间120min;
步骤五、滴加完毕后立即将步骤四中滴加后体系过滤,得到滤饼,将所述滤饼洗涤至电导率30us/cm后于110℃真空烘箱中烘12h,得到烘干后固相,将所述烘干后固相于350℃管式炉中,惰性气氛下焙烧2h,得到1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂。
实施例2
本实施例提供一种1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,所述催化剂由Si:Al质量比为1:1的氧化硅-氧化铝载体负载质量百分含量为25%CuO和2.0%Bi2O3组成,所述催化剂的制备方法包括以下步骤:
步骤一、向装有1778ml铝酸钠溶液的沉淀容器中加入35.56g尿素和600ml去离子水;所述铝酸钠溶液中铝浓度为0.01g/ml;
步骤二、向184ml硅浓度为0.1g/ml的偏硅酸钠溶液中加入80g碳酸钾和800ml去离子水,得到溶液A;
步骤三、将79.9ml铜浓度为0.25g/ml的乙酸铜溶液和7.17ml铋浓度为0.25g/ml的含氯化铋的稀硝酸溶液混合,加入戊二酸6.25g和去离子水30ml,用硝酸控制体系pH为0.5,混合均匀,得到溶液B;所述含氯化铋的稀硝酸溶液可以为氯化铋溶解于浓度为20%的稀硝酸溶液中得到的含氯化铋的稀硝酸溶液;
步骤四、将步骤一所述沉淀容器升温至95℃,剧烈搅拌条件下,将溶液A和溶液B同时并流滴入沉淀容器中,滴加时间30min;
步骤五、老化60min后过滤,得到滤饼,将所述滤饼洗涤至电导率30us/cm后于110℃真空烘箱中烘12h,得到烘干后固相,将所述烘干后固相于550℃管式炉中,惰性气氛下焙烧2h,得到1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂。
实施例3
本实施例提供一种1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,所述催化剂由Si:Al质量比为8:1的氧化硅-氧化铝载体负载质量百分含量为30%CuO和4.0%Bi2O3组成,所述催化剂的制备方法包括以下步骤:
步骤一、向装有335ml硝酸铝溶液的沉淀容器中加入5.02g葡萄糖和100ml去离子水;所述硝酸铝溶液中铝浓度为0.01g/ml
步骤二、向278.6ml硅浓度为0.1g/ml的硅酸钾溶液中加入120g碳酸氢钠和1200ml去离子水,得到溶液A;
步骤三、将95.84ml铜浓度为0.25g/ml的氯化铜溶液和14.35ml铋浓度为0.25g/ml的含溴化铋的稀硝酸溶液混合,加入草酸3g和去离子水30ml,并用硝酸控制体系PH为0.5,混合均匀,得到溶液B;所述含溴化铋的稀硝酸溶液可以为溴化铋溶解于浓度为20%的稀硝酸溶液中得到的含溴化铋的稀硝酸溶液;
步骤四、将步骤一所述沉淀容器升温至50℃,剧烈搅拌条件下,将溶液A和溶液B同时并流滴入沉淀容器中,滴加时间360min;
步骤五、老化15min后过滤,得到滤饼,将所述滤饼洗涤至电导率30us/cm后于110℃真空烘箱中烘12h,得到烘干后固相,将所述烘干后固相于650℃管式炉中,惰性气氛下焙烧2h,得到1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂。
实施例4
本实施例提供一种1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,所述催化剂由Si:Al质量比为5:1的氧化硅-氧化铝载体负载质量百分含量为30%CuO和3.5%Bi2O3组成,所述催化剂的制备方法包括以下步骤:
步骤一、向装有510ml氯化铝溶液的沉淀容器中加入0.51g油胺和300ml去离子水;所述氯化铝溶液中铝浓度为0.01g/ml;
步骤二、向265.5ml硅浓度为0.1g/ml的硅酸铵溶液中加入100g碳酸氢铵和1000ml去离子水,得到溶液A;
步骤三、将95.86ml铜浓度为0.25g/ml的硫酸铜溶液和12.56ml铋浓度0.25g/ml的含硅酸铋的稀硝酸溶液混合,加入丙二酸15g和去离子水30ml,用硝酸控制体系pH为0.5,混合均匀,得到溶液B;所述含硅酸铋的稀硝酸溶液可以为硅酸铋溶解于浓度为20%的稀硝酸溶液中得到的含硅酸铋的稀硝酸溶液;
步骤四、将步骤一所述沉淀容器升温至30℃,剧烈搅拌条件下,将溶液A和溶液B同时并流滴入沉淀容器中,滴加时间240min;
步骤五、老化60min后过滤,得到滤饼,将所述滤饼洗涤至电导率30us/cm后于110℃真空烘箱中烘12h,得到烘干后固相,将所述烘干后固相于750℃管式炉中,惰性气氛下焙烧2h,得到1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂。
实施例5
本实施例提供一种1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,所述催化剂由Si:Al质量比为5:1的氧化硅-氧化铝载体负载质量百分含量为35%CuO和3.0%Bi2O3组成,所述催化剂的制备方法包括以下步骤:
步骤一、向装有476ml铝酸钠溶液的沉淀容器中加入2.38g碳酸氢铵和300ml去离子水;所述铝酸钠溶液中铝浓度为0.01g/ml;
步骤二、向247ml硅浓度为0.1g/ml的硅酸钠溶液中加入90g碳酸氢钠和900ml去离子水,得到溶液A;
步骤三、将112ml铜浓度为0.25g/ml的硝酸铜溶液和10.76ml铋浓度0.25g/ml的含硝酸铋的稀硝酸溶液混合,加入戊二酸8.75g和去离子水30ml,用硝酸控制体系pH为0.5,混合均匀,得到溶液B;所述含硝酸铋的稀硝酸溶液可以为硝酸铋溶解于浓度为20%的稀硝酸溶液中得到的含硝酸铋的稀硝酸溶液;
步骤四、将步骤一所述沉淀容器升温至70℃,剧烈搅拌条件下,将溶液A和溶液B同时并流滴入沉淀容器中,滴加时间90min;
步骤五、滴加完毕后立即将步骤四中滴加后体系过滤,得到滤饼,将所述滤饼洗涤至电导率30us/cm后于110℃真空烘箱中烘12h,得到烘干后固相,将所述烘干后固相于500℃管式炉中,惰性气氛下焙烧2h,得到1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂。
实施例6
本实施例提供一种1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,所述催化剂由Si:Al质量比为5:1的氧化硅-氧化铝载体负载质量百分含量为35%CuO和3.0%Bi2O3组成,所述催化剂的制备方法包括以下步骤:
步骤一、向装有476ml铝酸钠溶液的沉淀容器中加入4.76g尿素和300ml去离子水;所述铝酸钠溶液中铝浓度为0.01g/ml
步骤二、向247ml硅浓度为0.1g/ml的硅酸钠溶液中加入120g碳酸氢钠和1000ml去离子水,得到溶液A;
步骤三、将112ml铜浓度为0.25g/ml的硝酸铜溶液和10.76ml铋浓度0.25g/ml的含硝酸铋的稀硝酸溶液混合,加入戊二酸17.5g和去离子水30ml,用硝酸控制体系pH为0.5,混合均匀,得到溶液B;所述含硝酸铋的稀硝酸溶液可以为硝酸铋溶解于浓度为20%的稀硝酸溶液中得到的含硝酸铋的稀硝酸溶液;
步骤四、将步骤一所述沉淀容器升温至85℃,剧烈搅拌条件下,将溶液A和溶液B同时并流滴入沉淀容器中,滴加时间45min;
步骤五、滴加完毕后立即将步骤四中滴加后体系过滤,得到滤饼,将所述滤饼洗涤至电导率30us/cm后于110℃真空烘箱中烘12h,得到烘干后固相,将所述烘干后固相于500℃管式炉中,惰性气氛下焙烧2h,得到1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂。
实施例7
本实施例提供一种1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,所述催化剂由Si:Al质量比为5:1的氧化硅-氧化铝载体负载质量百分含量为35%CuO和3.0%Bi2O3组成,所述催化剂制备方法包括以下步骤:
步骤一、向装有476ml铝酸钠溶液的沉淀容器中加入4.76g尿素和300ml去离子水;所述铝酸钠溶液中铝浓度为0.01g/ml;
步骤二、向247ml硅浓度为0.1g/ml的硅酸钠溶液中加入120g碳酸氢钠和1000ml去离子水,得到溶液A;
步骤三、将112ml铜浓度为0.25g/ml的硝酸铜溶液和10.76ml铋浓度为0.25g/ml的含硝酸铋的稀硝酸溶液混合,加入戊二酸17.5g和去离子水30ml,用硝酸控制体系pH为0.5,混合均匀,得到溶液B;所述含硝酸铋的稀硝酸溶液可以为硝酸铋溶解于浓度为20%的稀硝酸溶液中得到的含硝酸铋的稀硝酸溶液;
步骤四、将步骤一所述沉淀容器升温至50℃,剧烈搅拌条件下,将溶液A和溶液B同时并流滴入沉淀容器中,滴加时间360min;
步骤五、老化30min后过滤,得到滤饼,将所述滤饼洗涤至电导率30us/cm后于110℃真空烘箱中烘12h,得到烘干后固相,将所述烘干后固相于500℃管式炉中,惰性气氛下焙烧2h,得到1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂。
实施例8
本实施例提供一种1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,所述催化剂由Si:Al质量比为5:1的氧化硅-氧化铝载体负载质量百分含量为35%CuO和3.0%Bi2O3组成,所述催化剂的制备方法包括以下步骤:
步骤一、向装有476ml铝酸钠溶液的沉淀容器中加入4.76g油胺和300ml去离子水;所述铝酸钠溶液中铝浓度为0.01g/ml;
步骤二、向247ml硅浓度为0.1g/ml的硅酸钠溶液中加入100g碳酸钠和1000ml去离子水,得到溶液A;
步骤三、将112ml铜浓度为0.25g/ml的硝酸铜溶液和10.76ml铋浓度0.25g/ml的含硝酸铋的稀硝酸溶液混合,加入丙二酸17.5g和去离子水30ml,用硝酸控制体系pH为0.5,混合均匀,得到溶液B;所述含硝酸铋的稀硝酸溶液可以为硝酸铋溶解于浓度为20%的稀硝酸溶液中得到的含硝酸铋的稀硝酸溶液;
步骤四、将步骤一所述沉淀容器升温至65℃,剧烈搅拌条件下,将溶液A和溶液B同时并流滴入沉淀容器中,滴加时间150min;
步骤五、老化45min后过滤,得到滤饼,将所述滤饼洗涤至电导率30us/cm后于110℃真空烘箱中烘12h,得到烘干后固相,将所述烘干后固相于650℃管式炉中,惰性气氛下焙烧2h,得到1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂。
性能评价:
物理性质测试:以工业上使用的催化剂为对比,将对比催化剂与实施例1~8的催化剂按照如下条件进行测试:取20g催化剂用400ml去离子水制成浆料,用醋酸调节PH=5.5-6.0,以900r/min的速度搅拌30天,用直径60mm的布式漏斗进行过滤,保持固定负压,待原浆料未完全抽干,且未形成干滤饼时加入1000ml水,测试催化剂过滤性,将滤饼进行粒度分析,滤液测铜残留。具体结果如表1所示。
化学活性测试:以工业上使用的催化剂为对比,将对比催化剂和实施例1~8催化剂活化后,取1.0g干基催化剂,加入带搅拌的含有135ml甲醛水溶液的不锈钢反应釜中,甲醛水溶液中甲醛的体积百分比为37%,用质量浓度20% NaOH溶液调至PH=8,氮气吹扫反应釜3次,将反应釜内空气置换完全,再用乙炔吹扫,置换完全后用压力调节阀将反应釜的乙炔压力控制在1个大气压,升温至80℃反应24h后降温,然后停止通乙炔,再用氮气吹扫反应釜,反应液进行GC分析,甲醛转化率用亚硫酸钠滴定分析。具体结果如表2所示。
根据表1和表2可见,本发明催化剂粒度尺寸适中、强度较好,且具有良好的过滤性和更少的铜流失,在炔醛反应中表现出良好的活性及选择性。
表1:催化剂物性测试结果
表2催化剂化学活性测试结果
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何限制,凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,其特征在于,所述催化剂包括Al2O3和SiO2复合氧化物载体,以及负载在所述Al2O3和SiO2复合氧化物载体上的CuO和Bi2O3,所述催化剂中,CuO的质量百分含量为25%~35%,Bi2O3的质量百分含量为1.5%~4%。
2.根据权利要求1所述的1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂,其特征在于,所述Al2O3和SiO2复合氧化物载体中Si:Al质量比为(1~8):1。
3.一种制备如权利要求1所述1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂的方法,其特征在于,包括:
步骤一、向铝源溶液中加入试剂Ⅰ和去离子水;所述试剂Ⅰ为柠檬酸、尿素、葡萄糖、油胺或碳酸氢铵;
步骤二、向硅源溶液中加入试剂Ⅱ和去离子水,得到溶液A;所述试剂Ⅱ为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢铵;
步骤三、将铜源溶液含铋源的稀硝酸溶液混合,加入试剂Ⅲ和去离子水,用硝酸控制体系pH为0.5,混合均匀,得到溶液B;所述试剂Ⅲ为C2~C8羧酸化合物;
步骤四、将步骤一体系升温至30~95℃,剧烈搅拌条件下,将溶液A和溶液B同时并流滴入所述体系中,滴加时间30~360min;
步骤五、滴加完毕后立即将步骤四中滴加后体系过滤,得到滤饼,将所述滤饼洗涤至电导率30us/cm后于真空烘箱中烘干,得到烘干后固相,将所述烘干后固相于350~750℃管式炉中惰性气氛下焙烧,得到1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂;
所述步骤五还可以为,老化15~60min后过滤,得到滤饼,将所述滤饼洗涤至电导率30us/cm后于真空烘箱中烘干,得到烘干后固相,将所述烘干后固相于350~750℃管式炉中惰性气氛下焙烧,得到1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤一中,所述铝源为硫酸铝、硝酸铝、铝酸钠或氯化铝。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤一中,所述试剂Ⅰ的质量为铝质量的0.1~2倍。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤二中,所述硅源溶液为硅酸钠、偏硅酸钠、硅酸钾或硅酸铵。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤二中,所述试剂Ⅱ的质量为硅质量的3.5倍~5倍。
8.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤三中,所述铜源为硝酸铜、乙酸铜、氯化铜或硫酸铜;步骤三中,所述铋源为硝酸铋、氯化铋、溴化铋或硅酸铋。
9.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤三中,所述试剂Ⅲ为苯甲酸、戊二酸、草酸或丙二酸;步骤三中,所述试剂Ⅲ的质量为氧化铜质量的0.1~0.5倍。
10.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤四中,所述体系升温至50~85℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310292666.8A CN116328781A (zh) | 2023-03-23 | 2023-03-23 | 1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310292666.8A CN116328781A (zh) | 2023-03-23 | 2023-03-23 | 1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116328781A true CN116328781A (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=86894430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310292666.8A Pending CN116328781A (zh) | 2023-03-23 | 2023-03-23 | 1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116328781A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117205934A (zh) * | 2023-11-09 | 2023-12-12 | 山东嘉虹化工有限公司 | 一种铜铋催化剂及其制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB968928A (en) * | 1962-05-29 | 1964-09-09 | Gen Aniline & Film Corp | Process of preparing propynol and butynediol |
CN102658158A (zh) * | 2012-05-20 | 2012-09-12 | 山西大学 | 一种铜铋催化剂及制备方法 |
CN106669693A (zh) * | 2015-11-09 | 2017-05-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种生产1,4-丁炔二醇的催化剂及其制备方法 |
CN106881097A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-06-23 | 上海迅凯新材料科技有限公司 | 用于制备1,4‑丁炔二醇的含载体铜铋催化剂及其制备方法 |
CN110621424A (zh) * | 2017-04-14 | 2019-12-27 | 学校法人关西大学 | 铜颗粒混合物及其制造方法、铜颗粒混合物分散液、含有铜颗粒混合物的油墨、铜颗粒混合物的保存方法以及铜颗粒混合物的烧结方法 |
CN114618573A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-06-14 | 中触媒新材料股份有限公司 | 一种嵌入式Ni基催化剂、制备方法及应用 |
CN115007163A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-06 | 上海迅凯新材料科技有限公司 | 负载型铜铋催化剂的制备方法和负载型铜铋催化剂 |
-
2023
- 2023-03-23 CN CN202310292666.8A patent/CN116328781A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB968928A (en) * | 1962-05-29 | 1964-09-09 | Gen Aniline & Film Corp | Process of preparing propynol and butynediol |
CN102658158A (zh) * | 2012-05-20 | 2012-09-12 | 山西大学 | 一种铜铋催化剂及制备方法 |
CN106669693A (zh) * | 2015-11-09 | 2017-05-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种生产1,4-丁炔二醇的催化剂及其制备方法 |
CN106881097A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-06-23 | 上海迅凯新材料科技有限公司 | 用于制备1,4‑丁炔二醇的含载体铜铋催化剂及其制备方法 |
CN110621424A (zh) * | 2017-04-14 | 2019-12-27 | 学校法人关西大学 | 铜颗粒混合物及其制造方法、铜颗粒混合物分散液、含有铜颗粒混合物的油墨、铜颗粒混合物的保存方法以及铜颗粒混合物的烧结方法 |
CN114618573A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-06-14 | 中触媒新材料股份有限公司 | 一种嵌入式Ni基催化剂、制备方法及应用 |
CN115007163A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-06 | 上海迅凯新材料科技有限公司 | 负载型铜铋催化剂的制备方法和负载型铜铋催化剂 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
GUIHUA YANG ET AL.: "The importance of copper-phyllosilicate formed in CuO/SiO2 catalysts in the ethynylation of formaldehyde for 1, 4-butynediol synthesis", 《REACT. CHEM. ENG.》, vol. 8, 26 December 2022 (2022-12-26), pages 881 - 890 * |
李薇: "C8芳烃异构化过程中氢化催化剂Pt/γ-Al2O3的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 7, 15 July 2013 (2013-07-15), pages 4 * |
郑艳等: "CuO-Bi2O3/SiO2-MgO催化剂的制备及炔化性能", 《分子催化》, vol. 26, no. 3, 15 June 2012 (2012-06-15), pages 3 - 4 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117205934A (zh) * | 2023-11-09 | 2023-12-12 | 山东嘉虹化工有限公司 | 一种铜铋催化剂及其制备方法 |
CN117205934B (zh) * | 2023-11-09 | 2024-01-02 | 山东嘉虹化工有限公司 | 一种铜铋催化剂及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106881097B (zh) | 用于制备1,4-丁炔二醇的含载体铜铋催化剂及其制备方法 | |
CN116328781A (zh) | 1,4-丁炔二醇合成用负载型铜铋催化剂及其制备方法 | |
CN108579741A (zh) | 一种利用溶胶凝胶-浸渍法制备的甲醛室温氧化复合载体催化剂 | |
CN114011405A (zh) | 一种复合氧化物担载的催化剂的制备方法及其在乙二醇制备乙醇酸甲酯中的应用 | |
CN111068681A (zh) | 用于甲醇水蒸气重整制氢的催化剂及其制备方法和应用 | |
CN114029063B (zh) | 一种二氧化碳加氢制备甲醇的催化剂及其制备方法 | |
CN108636423B (zh) | 一种负载型纳米金催化剂的制备方法与应用 | |
CN112979983B (zh) | 一种表面掺杂多孔ZIF-8的柔性MOFs材料、制备方法及应用 | |
CN105709756A (zh) | 一种生产1,4-丁炔二醇催化剂及其制备方法和应用 | |
CN103372440A (zh) | 一种合成甲醇催化剂的制备方法 | |
CN108069827B (zh) | 一种制备1,4-丁炔二醇联产丙炔醇的方法 | |
CN103372439A (zh) | 合成甲醇催化剂的制备方法 | |
CN110935478B (zh) | 合成甲醇催化剂的制备方法 | |
CN106964385B (zh) | 用于制备1,4-丁炔二醇的无载体铜铋催化剂及其制备方法 | |
CN111689840B (zh) | 聚甲氧基二甲醚缩合产物的精制工艺 | |
CN103801302B (zh) | 一种含铜锌催化剂的制备方法 | |
CN114602464A (zh) | 一种碳五石油树脂加氢催化剂及其制备方法 | |
CN115254080A (zh) | 一种利用废催化剂制备环氧乙烷催化剂载体的方法 | |
CN111841557A (zh) | 一种用于生产1,4-丁炔二醇的催化剂及其制备方法 | |
CN116020466A (zh) | Cos转化催化剂及制备方法与回收天然气中硫的方法 | |
CN106944059A (zh) | 一种合成气完全甲烷化催化剂的制备方法 | |
CN1768945A (zh) | 一种含硅和钛的氧化铝载体及其制备方法 | |
CN111346638B (zh) | 一种苯乙酮加氢制备α-苯乙醇的催化剂 | |
CN115672265B (zh) | 一种铜负载fau型分子筛及其制备方法与应用 | |
CN113713819B (zh) | 一种催化剂组合物及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |