CN116943651A - 一种银催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于工业催化剂领域,具体涉及一种银催化剂及其制备方法和应用。包括以下步骤1)用含银化合物的有机胺溶液浸渍氧化铝载体;2)沥滤除去多余的浸渍液并对分离出的氧化铝载体的固体颗粒进行离心处理;3)离心后的固体颗粒用与水互溶的醇溶剂进行浸渍;4)沥滤除去多余的醇溶剂并分离出氧化铝载体的固体颗粒;5)将所得的固体颗粒进行加热活化,制得所述银催化剂。本发明制备的银催化剂内部和外部银负载量的差异缩小,活性组分金属银在载体上的负载更加均匀,用于乙烯氧化生产环氧乙烷的反应,具有改进的活性和稳定性。

Description

一种银催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于工业催化剂领域,更具体地,涉及一种银催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
银催化剂是工业上用于乙烯氧化生产环氧乙烷(EO)的催化剂,其反应性能指标主要包括活性、选择性和稳定性。所谓活性是指环氧乙烷生产过程达到一定反应负荷时所需的反应温度。反应温度越低,催化剂的活性越高。所谓选择性是指反应中乙烯转化成环氧乙烷的摩尔数和乙烯的总反应摩尔数之比。所谓稳定性则表示为活性和选择性随时间的下降速率,下降速率越小,催化剂的稳定性越好。根据催化剂的性能大致可将世界上用于环氧乙烷/乙二醇生产的银催化剂分为高活性银催化剂、高选择性银催化剂以及高性能银催化剂。
随着石油资源日趋匮乏及节能的要求,高选择性银催化剂和高性能银催化剂广泛应用于工业生产中,以取代原有的高活性银催化剂。
银催化剂通常采用浸渍法制备,主要包括制备多孔载体和将活性组分及助剂施加到载体上这两个过程。
催化剂的催化性能与载体性能相关。目前所采用的载体以α-氧化铝为主要组分,可以为银催化剂提供适合的孔结构和比表面的搭配,一方面为乙烯环氧化反应提供足够的空间,使反应热可以及时扩散出去,另一方面也有利于反应产物环氧乙烷及时脱附,避免深度氧化生成二氧化碳。专利申请CN1634652A中描述了一种直接用三水α-氧化铝以一定比例和假一水氧化铝、助熔剂、氟化物混合制备的载体,比表面积为0.2-2.0m2/g,孔容为0.35-0.85mL/g,吸水率≥30%,压碎强度20-90N/粒。使用这种载体制成的催化剂具有良好的活性和选择性。
银催化剂的性能除和所用载体的性能和制备方法有重要关系外,还与催化剂的组成及制备方法有关。
银催化剂制备过程中把活性组分及各种助剂施加到载体上的方法主要是浸渍法,即用含有活性组分银及各种助剂的溶液浸渍以α-氧化铝为主要组成的多孔载体,再经过沥滤、干燥、活化等步骤制得最终催化剂。SD公司专利US3207700、US4066575和US4841080最早采用乳酸银水溶液浸渍,制得的催化剂活性、选择性较低;US4555501采用高碳酸银芳烃溶液浸渍,制得的催化剂银脱落严重;US5504052以后的多份专利均采用银胺络合物溶液浸渍,所得催化剂稳定性明显改进。Shell公司1972年的专利US3702259采用草酸银/乙二胺(EDA)/乙醇胺(MEA)浸渍,该浸渍技术沿用至今,为目前最常用的浸渍液配制方法。
助剂是银催化剂浸渍液的重要组成部分。关于银催化剂浸渍液中加入的助剂,目前已经基本涵盖元素周期表中的所有元素。中、高选择性银催化剂和高活性银催化剂的主要差别就是含铼(Re)助剂的加入,铼助剂的加入使得催化剂的选择性有了明显提高,Shell公司于1986年后公开了大量含Re的银催化剂专利。
目前,通过改进载体和催化剂的组成已经使银催化剂性能达到了较高水平,但研究者仍然不断地从对催化剂结构的精细调控上进一步努力改进催化剂整体性能。Dow公司专利US20210178367通过向浸渍溶液中加入表面活性剂除去载体外部多余浸渍液,使所得催化剂在载体的小孔和大孔中都具有所需尺寸的银颗粒,改进了整体催化剂性能。
此外,催化剂的性能还与催化剂应用的工艺条件有关。
针对催化剂本身及使用条件任何方面的改进对于提高催化剂性能都是有益处的,本领域需要不断开发新的技术以进一步改善催化剂的性能。
发明内容
鉴于上述现有技术的状况,本发明人在银催化剂领域进行了广泛深入的研究,结果发现,通过对饱和吸附了含银溶液的载体进行离心处理以提供部分未饱和吸附含银溶液的孔道,然后使这部分未饱和吸附含银溶液的孔道中浸渍上能够与水互溶的醇溶剂,例如甲醇、乙醇、异丙醇等,利用银胺络合物在水和醇中溶解度的差异使与醇接触到的银胺络合物在载体孔道表面析出成为不溶物,降低银组分在后续活化处理过程中从载体内部向载体外部迁移的程度,缩小银催化剂内部和外部银负载量的差异,活性组分金属银在载体上的负载更加均匀,从而实现改善银催化剂的烯烃环氧化催化活性和稳定性的目的。
为实现上述目的,本发明的第一方面提供一种银催化剂的制备方法,该制备方法包括:
1)用含银化合物的有机胺溶液作为浸渍液浸渍氧化铝载体;
2)沥滤除去多余的浸渍液并对分离出的氧化铝载体的固体颗粒进行离心处理,所述离心处理使得部分吸附于氧化铝载体的浸渍液被去除;
3)离心后的固体颗粒用与水互溶的醇溶剂进行浸渍;
4)沥滤除去多余的醇溶剂并分离出氧化铝载体的固体颗粒;
5)将所得的固体颗粒进行加热活化,制得所述银催化剂。
为了提供充分的空间使醇与浸渍液进行接触,本发明步骤2)中,可以沥滤除去多余的浸渍液并对分离出的氧化铝载体的固体颗粒在离心机、甩干机等一类可以给物料施加离心力的装置中进行离心处理,根据需要对离心的转速和时间进行调整,只要使得部分吸附于氧化铝载体的浸渍液被去除即可。优选使得离心处理去除掉的浸渍液占沥滤后氧化铝载体饱和吸附的浸渍液总量的1-50%,更优选使得离心处理掉的浸渍液占沥滤后氧化铝载体饱和吸附的浸渍液总量的5-30%。
根据本发明,步骤1)中,为了形成浸渍液以浸渍多孔α-氧化铝载体,需要使用有机胺和含银化合物形成银胺络合溶液。
根据本发明,优选地,所述银催化剂的制备方法还包括,在所述含银化合物的有机胺溶液浸渍氧化铝载体之前、同时或之后,用含有碱金属助剂、任选的碱土金属助剂、铼助剂和任选的铼助剂的共助剂的溶液浸渍所述氧化铝载体。
根据本发明一种具体实施方式,所述银催化剂的制备方法包括以下步骤:
1)配制含有足够量的含银化合物、有机胺、碱金属助剂、任选的碱土金属助剂、铼助剂和任选的铼的共助剂的浸渍液并用上述浸渍液浸渍多孔α-氧化铝载体;
2)沥滤除去多余的浸渍液并对分离出的氧化铝载体的固体颗粒进行离心处理;
3)离心后的固体颗粒用能够与水互溶的醇溶剂进行浸渍;
4)沥滤除去多余的醇溶剂并分离出氧化铝载体的固体颗粒;
5)将所得的固体颗粒进行加热活化,制得所述银催化剂。
作为优选方案,所述碱金属助剂选自锂化合物、钠化合物、钾化合物、铷化合物和铯化合物中的至少一种,如这些碱金属的硝酸盐、硫酸盐或氢氧化物,优选硫酸铯和/或硝酸铯。作为优选方案,所述碱金属助剂的用量使得最终制得的银催化剂中以碱金属元素计的碱金属含量为5~2000ppm,更优选为10~1500ppm,基于银催化剂的总重量。
作为优选方案,所述碱土金属助剂选自镁化合物、钙化合物、锶化合物和钡化合物中的至少一种,如这些碱土金属的氧化物、硫酸盐、硝酸盐、草酸盐或乙酸盐,或者是前述化合物的任意两种或多种的组合,优选钡化合物和/或锶化合物,更优选乙酸钡和/或乙酸锶。作为优选方案,所述碱土金属助剂的用量使得最终制得的银催化剂中以碱土金属元素计的碱土金属含量为0~2200ppm,更优选为10~1500ppm,基于银催化剂的总重量。
作为优选方案,所述铼助剂选自铼的氧化物、高铼酸和高铼酸盐中的至少一种,优选为高铼酸铵和/或高铼酸铯;铼助剂的用量使得最终制得的银催化剂中以铼元素计的铼含量为1~1500ppm,更优选为100~1000ppm,基于银催化剂的总重量。
作为优选方案,铼助剂的共助剂为任一过渡金属的化合物或多种过渡金属化合物的混合物,优选选自下组中的至少一种:VI B族、VII B族过渡金属元素的含氧酸及其盐,例如钨酸、钨酸铯、钼酸、钼酸铵等,以及稀土金属的盐,如硫酸高铈,和/或硫酸盐(含SO4 2-)等。
作为优选方案,在浸渍溶液中,铼助剂的共助剂的用量使得最终制得的银催化剂中以共助剂元素计的共助剂的含量为0~500ppm,更优选为1~300ppm,基于银催化剂的总重量。
本发明所使用的含银化合物可以为适于制备环氧乙烷生产用银催化剂的任何含银化合物。作为优选方案,步骤1)中,所述含银化合物选自草酸银、氧化银和硝酸银中的至少一种,更优选硝酸银和/或草酸银。作为优选方案,所述含银化合物的用量使得最终制得的银催化剂中以银元素计的银含量为1~50wt%,更优选为5~40wt%,基于银催化剂总重量。
本发明所使用的有机胺化合物可以为适于制备环氧乙烷生产用银催化剂的任何有机胺化合物,只要该有机胺化合物能够与银化合物形成银胺络合物即可,有机胺的用量不做具体限定,只要能够使银化合物完全溶解络合形成溶液即可。作为优选方案,步骤1)中,所述有机胺选自丁胺、乙二胺、1,3丙二胺和乙醇胺中的至少一种,所述有机胺进一步优选为乙二胺和乙醇胺的混合物。
另外,需要说明的是:银胺溶液(即含银化合物的有机胺溶液)配制过程会释放大量的热量,如果温度过高,生成的银胺络合物易分解生成难溶的氧化银(Ag2O),影响浸渍液质量并最终影响催化剂的性能;温度过低,银化合物的溶解速度过慢。因此,控制银胺溶液配制过程中的温度就显得非常必要,本发明在配制银胺溶液时,该溶液的温度应保持低于30℃,优选为5~20℃。
在本发明制备银催化剂的方法步骤1)中,为获得良好的浸渍效果,α-氧化铝载体的浸渍在真空度大于或等于0.06MPa的条件下进行,浸渍时间为10~60分钟。之后沥滤除去多余的浸渍液并分离出多孔α-氧化铝载体的固体颗粒。
作为优选方案,步骤3)中,所述醇溶剂为能够与水互溶的一元或多元醇,选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、叔丁醇、乙二醇和丙三醇中的至少一种。所述醇溶剂的用量可以实现等量或过量浸渍。优选使用无水醇或者90%以上低含水量醇进行浸渍,较高含水量的醇也能起到类似作用,但可能会造成部分助剂的流失。
作为优选方案,为获得良好的醇与含银溶液的接触效果,离心后的固体颗粒用能够与水互溶的醇溶剂在负压条件下浸渍,所述负压条件优选为-0.06~-0.1MPa;浸渍时间为0.1~120分钟,优选为0.2~60分钟,更优选为0.5~10分钟;也可以在常压条件下进行,浸渍时间为2~120分钟,优选为20~40分钟。浸渍后沥滤除去多余的醇溶剂并分离出氧化铝载体的固体颗粒。
在本发明制备银催化剂的方法中,步骤5)中,浸渍后得到的固体颗粒可以在空气或氧气含量不大于21体积%的氮氧混合气中进行活化,活化温度为180~700℃,优选为200~500℃,活化时间为1~120分钟,优选为2~60分钟。
作为优选方案,步骤1)中,所述氧化铝载体优选为多孔α-氧化铝载体,进一步优选具有以下特征:α-氧化铝含量≥90wt%,比表面积为0.8~3.0m2/g,孔容为0.3~0.8mL/g,吸水率为30%~70%,压碎强度为50~200N/粒。
在本发明中,载体的比表面积采用氮气物理吸附BET方法测定,孔容采用压汞方法测定,吸水率通过密度法测定,侧压强度采用DL II型智能颗粒强度测定仪,选取载体样品,测定径向压碎强度后取平均值得到。
本发明使用的α-氧化铝载体可以通过以下步骤制备。
(1)制备具有如下组成的混合物:
a)基于固体混合物总重量为5-90%重量的50-500目的三水α-Al2O3
b)基于固体混合物总重量为5-70%重量的粒度大于200目的假一水Al2O3
c)基于固体混合物总重量为0-10%重量的可燃尽润滑材料;
d)基于固体混合物总重量为0-5.0%重量的助熔剂;
e)基于固体混合物总重量为0.01-5.0%重量的氟化物矿化剂;
f)基于固体混合物总重量为0-5.0%重量的重碱土金属化合物;
组分a)-f)的含量之和为100%重量;
g)基于以上固体组分a)-f)的总重量为25-60%重量的粘结剂;以及
h)适量的水;
(2)将步骤(1)中得到的混合物混合均匀并成型,得到成型体;以及
(3)干燥步骤(2)中得到的成型体,然后在1100-1500℃下焙烧制成多孔α-Al2O3载体。
在本发明的载体制备方法中,使用了三水α-Al2O3和假一水Al2O3作为原料。所用三水α-Al2O3可被经预焙烧成α-Al2O3、过渡相氧化铝的粉体全部或部分代替,但其总量不变,即基于固体混合物总重量为5-90%重量。
在本发明的载体制备方法中,可燃尽润滑材料的加入一方面是为了制造大孔,使载体具有合适的孔结构和比表面,同时起到润滑的作用,使载体便于成型,如挤出成型。所述可燃尽润滑材料包括石油焦、碳粉、石墨、聚乙烯、凡士林等其中的一种或多种,优选石油焦、石墨或凡士林。
在本发明的载体制备方法中,助熔剂的加入是为了使载体在低焙烧温度下具有良好的强度。助熔剂包括含镁化合物,例如氧化镁、硫酸镁、硝酸镁和碳酸镁中的一种或多种。
在本发明的载体制备方法中,选用的氟化物矿化剂包括氟化氢、氟化铵、氟化铝、氟化镁、冰晶石等或其混合物,其作用在于加速氧化铝的晶型转化,并减少0.1μm以下的细孔。
在本发明的载体制备方法中,任选添加的重碱土金属化合物包括锶和/或钡的氧化物、硫酸盐、醋酸盐、硝酸盐以及草酸盐等,其作用在于对载体进行改进。
在本发明的载体制备方法中,通过加入粘结剂,它和混合物中的假一水Al2O3生成铝溶胶,将各组分粘结在一起,成为可挤出成型的膏状物。所用的粘结剂包括酸,如硝酸、甲酸、乙酸、丙酸和盐酸等,或将假一水Al2O3和酸用铝溶胶代替。当使用酸作为粘结剂时,优选的是硝酸水溶液,其中硝酸与水的重量比为1:1.25-10,优选1:2-4。
所得膏状物挤出成型后可干燥到含水10%重量以下,载体形状可以是环形、球形、柱形、多孔柱形或其他形状。干燥温度为80-150℃,干燥时间根据水分含量控制在1-24小时。
干燥后的成型体在110-1500℃下焙烧2-6小时,使氧化铝基本上全部、例如90%以上转化为α-Al2O3,由此得到多孔α-Al2O3载体。
在本发明制备银催化剂的方法中,如需要,步骤1)-5)可重复多次进行。
本发明的第二方面提供由上述的银催化剂的制备方法制备获得的银催化剂。
本发明的第三方面提供上述的银催化剂在乙烯氧化生产环氧乙烷中的应用,银催化剂可将乙烯气固相催化氧化生成环氧乙烷,具有改进的活性和稳定性。
本发明的有益效果:
本发明的制备方法通过对饱和吸附了含银溶液的载体进行离心处理以提供部分未饱和吸附含银溶液的孔道,然后使这部分未饱和吸附含银溶液的孔道中浸渍上能够与水互溶的醇溶剂,利用银胺络合物在水和醇中溶解度的差异使与醇接触到的银胺络合物在载体孔道表面析出成为不溶物,降低银组分在后续活化处理过程中从载体内部向载体外部迁移的程度,缩小银催化剂内部和外部银负载量的差异,使活性组分金属银在载体上的负载更加均匀,从而使制得的银催化剂具有更优的活性和稳定性,特别适用于乙烯氧化生产环氧乙烷的反应。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。
以下实施例和对比例中,α-Al2O3载体制备方法如下:将50-500目的三水α-Al2O3275g、粒度大于200目的假一水Al2O3 209g、氟化铵10.0g、乙酸钡1.0g和凡士林5.0g放入混料器中混合均匀,转入捏合机,加入稀硝酸(硝酸:水=1:3)90mL,捏合成可挤出成型的膏状物。挤出成型为外径8.0mm,长7.0mm、内径1.4mm的多孔柱状物,在120℃下干燥过夜。将干燥产物放入钟罩窑中,经30小时左右从室温升高到1100-1500℃之间,恒温3小时,得到白色α-Al2O3载体样品。载体性能如下:α-Al2O3含量为91重量%,BET法测定的比表面积为1.46m2/g,孔容为0.52mL/g,吸水率为55%,以及压碎强度为108N/粒。
催化剂性能评价
本发明的各种银催化剂用实验室微型反应器(以下简称“微反”)评价装置测试其在乙烯氧化生产环氧乙烷反应中的初始性能和稳定性。微型反应器评价装置使用的反应器是内径4mm的不锈钢管,反应器置于加热套中。催化剂的装填体积为1mL,下部有惰性填料,使催化剂床层位于加热套的恒温区。
使用的活性和选择性的测定条件如表1所示:
表1
当稳定达到所述测试反应条件后连续测定反应器入、出口气体组成。测定结果进行体积收缩校正后按以下公式计算选择性:
其中,ΔEO是反应器出口气与进口气中环氧乙烷浓度差,ΔCO2是反应器出口气与进口气中二氧化碳浓度差,取10组以上试验数据的平均数作为当天的试验结果。
本发明实施例及对比例中制得的催化剂数据均见表2。
对比例1
取100g硝酸银溶于110mL去离子水中。取47g草酸铵溶于35mL 50℃的去离子水中。在剧烈搅拌下混合上述两种溶液,生成白色草酸银沉淀。老化30分钟以上,过滤,用去离子水洗涤沉淀至无硝酸根离子。滤饼含银约60wt%,含水约15wt%。
在带搅拌的玻璃烧瓶中加25g乙二胺、18g乙醇胺、38g去离子水。搅拌下把制得的草酸银膏状物慢慢加入混合液中,温度保持在30℃以下,使草酸银全部溶解。其中草酸银的加入量以银计占浸渍液总质量的24%。然后加入0.36g硝酸铯、0.14g醋酸锶和0.06g高铼酸铵,再加去离子水使溶液总质量达到200g,制成浸渍液待用。
取100g上述载体样品放入能抽真空的容器中,抽真空至真空度大于0.01MPa,加入以上浸渍液,浸没载体并保持30分钟后,沥滤除去多余的溶液。浸渍后的载体在310℃的空气流中加热5分钟,冷却,即制成环氧乙烷用银催化剂,称其为对比催化剂1。
对比例2
与对比例1的不同之处在于:沥滤除去多余溶液后的氧化铝载体颗粒先进行离心处理,脱除沥滤后氧化铝载体饱和吸附的含银溶液总量约10%左右的含银浸渍液,然后将离心后的固体颗粒在310℃的空气流中加热5分钟,冷却,制成环氧乙烷用银催化剂,称其为对比催化剂2。
实施例1
与对比例1的不同之处在于:沥滤除去多余溶液后的氧化铝载体颗粒先进行离心处理,脱除沥滤后氧化铝载体饱和吸附的含银溶液总量约10%左右的含银浸渍液,然后将离心后的固体颗粒在-0.08MPa下过量浸渍无水乙醇,沸腾30s后恢复至常压,沥滤除去多余乙醇后再将浸渍后的载体在310℃的空气流中加热5分钟,冷却,制得催化剂称其为本发明催化剂S1。
实施例2
与对比例1的不同之处在于:沥滤除去多余溶液后的氧化铝载体颗粒先进行离心处理,脱除沥滤后氧化铝载体饱和吸附的含银溶液总量约15%左右的含银浸渍液,然后将离心后的固体颗粒在-0.1MPa下浸渍异丙醇,1min后恢复至常压,沥滤除去多余异丙醇后再将浸渍后的载体在310℃的空气流中加热5分钟,冷却,制得催化剂称其为本发明催化剂S2。
实施例3
与对比例1的不同之处在于:沥滤除去多余溶液后的氧化铝载体颗粒先进行离心处理,脱除沥滤后氧化铝载体饱和吸附的含银溶液总量约20%左右的含银浸渍液,然后将离心后的固体颗粒在-0.1MPa下浸渍丙三醇,5min后恢复至常压,沥滤除去多余丙三醇后再将浸渍后的载体在310℃的空气流中加热5分钟,冷却,制得催化剂称其为本发明催化剂S3。
实施例4
与对比例1的不同之处在于:沥滤除去多余溶液后的氧化铝载体颗粒先进行离心处理,脱除沥滤后氧化铝载体饱和吸附的含银溶液总量约15%左右的含银浸渍液,然后将离心后的固体颗粒在常压下浸渍70%无水乙醇+30wt%乙二醇的混合醇,30min后沥滤除去多余醇后再将浸渍后的载体在310℃的空气流中加热5分钟,冷却,制得催化剂称其为本发明催化剂S4。
实施例5
与对比例1的不同之处在于:沥滤除去多余溶液后的氧化铝载体颗粒先进行离心处理,脱除沥滤后氧化铝载体饱和吸附的含银溶液总量约40%左右的含银浸渍液,然后将离心后的固体颗粒在常压下浸渍90wt%无水乙醇+10wt%叔丁醇的混合醇,30min后沥滤除去多余醇后再将浸渍后的载体在310℃的空气流中加热5分钟,冷却,制得的催化剂重复一次上述“浸渍银溶液-沥滤-离心-浸醇-沥滤-活化”步骤,制得催化剂称其为本发明催化剂S5。
实施例6
与对比例1的不同之处在于:沥滤除去多余溶液后的氧化铝载体颗粒先进行离心处理,脱除沥滤后氧化铝载体饱和吸附的含银溶液总量约5%左右的含银浸渍液,然后将离心后的固体颗粒在常压下浸渍无水乙醇,30min后沥滤除去多余醇后再将浸渍后的载体在310℃的空气流中加热5分钟,冷却,制得催化剂称其为本发明催化剂S4。
表2
测试例
按照上述催化剂性能评价方法,测试各实施例和对比例制得的催化剂的活性、选择性和稳定性。结果如表3所示。
表3
从表2、表3中的数据可以得知,与对比例相比,按照本发明提供的方法制成的银催化剂内部和外部银负载量的差异明显缩小,活性组分金属银在载体上的负载更加均匀,用于乙烯氧化生产环氧乙烷的反应,具有改进的活性和稳定性。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种银催化剂的制备方法,其特征在于,该制备方法包括:
1)用含银化合物的有机胺溶液作为浸渍液浸渍氧化铝载体;
2)沥滤除去多余的浸渍液并对分离出的氧化铝载体的固体颗粒进行离心处理,所述离心处理使得部分吸附于氧化铝载体的浸渍液被去除;
3)离心后的固体颗粒用与水互溶的醇溶剂进行浸渍;
4)沥滤除去多余的醇溶剂并分离出氧化铝载体的固体颗粒;
5)将所得的固体颗粒进行加热活化,制得所述银催化剂。
2.根据权利要求1所述的银催化剂的制备方法,其中,所述制备方法还包括,在所述含银化合物的有机胺溶液浸渍氧化铝载体之前、同时或之后,用含有碱金属助剂、任选的碱土金属助剂、铼助剂和任选的铼助剂的共助剂的溶液浸渍所述氧化铝载体。
3.根据权利要求2所述的银催化剂的制备方法,其中,
所述碱金属助剂选自锂化合物、钠化合物、钾化合物、铷化合物和铯化合物中的至少一种;所述碱金属助剂的用量使得最终制得的银催化剂中以碱金属元素计的碱金属含量为5~2000ppm,优选为10~1500ppm,基于银催化剂的总重量;
所述碱土金属助剂选自镁化合物、钙化合物、锶化合物和钡化合物中的至少一种;所述碱土金属助剂的用量使得最终制得的银催化剂中以碱土金属元素计的碱土金属含量为0~2200ppm,优选为10~1500ppm,基于银催化剂的总重量;
所述铼助剂选自铼的氧化物、高铼酸和高铼酸盐中的至少一种,优选为高铼酸铵和/或高铼酸铯;铼助剂的用量使得最终制得的银催化剂中以铼元素计的铼含量为1~1500ppm,优选为100~1000ppm,基于银催化剂的总重量;
铼助剂的共助剂为任一过渡金属的化合物或多种过渡金属化合物的混合物,优选选自下组中的至少一种:VI B族、VII B族过渡金属的含氧酸及其盐、稀土金属的盐、硫酸盐;铼助剂的共助剂的用量使得最终制得的银催化剂中以共助剂元素计的共助剂的含量为0~500ppm,优选为1~300ppm,基于银催化剂的总重量。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的银催化剂的制备方法,其中,步骤1)中,
所述含银化合物选自草酸银、氧化银和硝酸银中的至少一种;
所述含银化合物的用量使得最终制得的银催化剂中以银元素计的银含量为1~50wt%,优选为5~40wt%,基于银催化剂总重量;
所述有机胺选自丁胺、乙二胺、1,3丙二胺和乙醇胺中的至少一种,所述有机胺优选为乙二胺和乙醇胺。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的银催化剂的制备方法,其中,步骤1)中,
所述氧化铝载体具有以下特征:α-氧化铝含量≥90wt%,比表面积为0.8~3.0m2/g,孔容为0.3~0.8mL/g,吸水率为30%~70%,压碎强度为50~200N/粒;
所述浸渍在真空度大于或等于0.06MPa的条件下进行,浸渍时间为10~60分钟。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的银催化剂的制备方法,其中,步骤2)中,离心处理去除掉的浸渍液占沥滤后氧化铝载体饱和吸附的浸渍液总量的1-50%,优选5-30%。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的银催化剂的制备方法,其中,步骤3)中,
所述醇溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、叔丁醇、乙二醇和丙三醇中的至少一种;
所述浸渍在负压条件下进行,浸渍时间为0.1~120分钟,优选为0.2~60分钟,更优选为0.5~10分钟,或者:在常压条件下进行,浸渍时间为2~120分钟,优选为20~40分钟;
所述负压条件优选为-0.06~-0.1MPa;
所述浸渍为等量浸渍或过量浸渍。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的银催化剂的制备方法,其中,步骤5)中,
所述加热活化在空气或氧气含量不大于21体积%的氮氧混合气中进行;
加热活化的温度为180~700℃,优选为200~500℃;加热活化的时间为1~120分钟,优选为2~60分钟。
9.由权利要求1-8中任意一项所述的银催化剂的制备方法制备获得的银催化剂。
10.权利要求9所述的银催化剂在乙烯氧化生产环氧乙烷中的应用。
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