专利汇可以提供基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化剂及制备方法和应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及催化剂领域,具体地说是一种基于多孔管壁中空 泡沫 材料的乙炔氢氯化反应催化剂及制备方法和应用。该催化剂的第一载体含有多孔管壁中 空泡 沫材料,该材料在宏观上由三维连通的 支撑 骨架网络构建而成,支撑骨架自身为三维连通的具有中空结构的微通道,微通道管壁含有埃级和/或 纳米级 和/或微米级孔径孔隙的多孔结构。采用本发明所述的催化剂的制备方法,制得基于多孔管壁中空泡沫材料的催化剂具有如下优点:乙炔氢氯化反应所用的催化活性组分、助催化组分、第二载体均可在多孔管壁中空泡沫材料的各尺度孔隙内实现高分散度的可控负载,强化反应过程中的热量传递、 质量 传递,延长催化剂使用寿命。,下面是基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化剂及制备方法和应用专利的具体信息内容。
1.一种基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化剂,其特征在于,中空泡沫
材料为具有宏观三维连通开孔的多孔管壁中空泡沫材料,该材料的结构在宏观上由支撑骨
架(a)三维连通以形成开孔(b)网络结构;其中,支撑骨架(a)本身具有尺寸可控的、中空的微通道(c),该微通道(c)内腔的横断面为三角形、矩形、近圆状或椭圆状,微通道(c)外径对应的壁面与微通道(c)内腔内壁之间的骨架为多孔结构的微通道管壁,微通道管壁含有埃
级和/或纳米级和/或微米级孔径孔隙的多孔结构。
2.根据权利要求1所述的基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化剂,其特
征在于,该催化剂所含的中空泡沫材料,由支撑骨架三维连通以形成开孔网络结构的网孔
尺寸(d1)为0.2mm~20mm;中空微通道的外径尺寸(d2)为0.1mm~10mm,内径尺寸(d3)为
0.02mm~9mm;多孔管壁或多孔微通道管壁含有的孔隙的孔径尺寸范围为0.1nm~100μm,孔隙率p为0<p≤70%。
3.根据权利要求1所述的基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化剂,其特
征在于,催化剂所含的多孔管壁中空泡沫材料的如下一处部位或两处以上部位直接为催化
载体的具体承担部位,用以负载催化活性组分和助催化组分:中空泡沫材料的内壁、中空泡沫材料的外壁、中空泡沫材料的多孔管壁本体、中空泡沫材料的多孔管壁本体所含有埃级
和/或纳米级和/或微米级孔径的孔隙。
4.根据权利要求1~3之一所述的基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化
剂,其特征在于,催化剂含有第二载体,第二载体的存在形式为如下一种或两种以上方式:
(1)第二载体填充在三维连通开孔网孔内;
(2)第二载体填充在中空内腔中;
(3)第二载体填充在多孔管壁本体所含有的纳米级和/或微米级孔径的孔隙内;
(4)第二载体负载在多孔管壁的内壁壁面;
(5)第二载体负载在多孔管壁的外壁壁面;
(6)第二载体负载在多孔管壁本体所含有的纳米级和/或微米级孔径的孔隙壁面;
催化活性组分和助催化组分仅分散于第二载体的表面1nm~500μm的局部区域,或均匀
分散于第二载体的表面和内部。
5.根据权利要求4所述的基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化剂,其特
征在于,催化剂含有的第二载体的存在形式(1)至(3),所述第二载体的填充率为所填孔孔
体积的5%~100%;催化剂含有的第二载体的存在形式(4)至(6),所述第二载体的负载厚
度为1nm~1000μm。
6.根据前述任一权利要求所述的基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化
剂,其特征在于,该催化剂的第二载体为以下物质中的一种或两种以上:γ-Al2O3、η-Al2O3、θ-Al2O3、δ-Al2O3、α-Al2O3、氧化镁、氧化钛、分子筛、介孔二氧化硅、无定形二氧化硅、石墨、无定型碳、石墨烯、金刚石、活性炭、有序介孔碳、无序介孔碳、碳纤维、碳纳米管、碳微米管、炭气凝胶carbon aerogel、碳化硅、硅胶、硅气凝胶;
该催化剂的助催化组分为以下物质中的一种或两种以上:稀土元素离子、稀土氧化物、
过渡金属氧化物、碱金属离子、碱金属氧化物、碱土金属离子、碱土金属氧化物、NH3、碳酸盐、硝酸盐、醋酸盐、草酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、氯化物。
7.根据前述任一权利要求所述的基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化
剂,其特征在于,该催化剂的催化活性组分为以下物质及其化合物或配合物中的一种或两
种以上:W、Ta、Mo、Ti、Zr、Fe、Ni、Co、Cr、Pt、Rh、Pd、Cu、Al、Au、Mn、Ru、Ag、Zn、Cd、In、Pb、As、Bi、Sb、Se、Te、Ba、Hg。
8.根据权利要求7所述的基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化剂,其特
征在于,所述的化合物为如下物质类别中的一种或两种以上:氯化物、氧化物、硫化物、碳化物、溴化物、碘化物、氟化物、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、醋酸盐、草酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、硫代硫酸盐;
- - -
所述的配合物的配体为如下中的一种或两种以上:H2O、NH3、Cl 、CN 、en乙二胺、EDTA乙二胺四乙酸根、烯烃、炔烃、烷基、芳香环、RNH2胺、PH3膦、氢负离子、CO羰基、OH-羟基、F-、Br-、I-、NO2-、N2双氮、ONO-亚硝酸根、SCN-硫氰酸根、NCS-异硫氰酸根、ox草酸根、o-phen邻菲罗啉、bipy联吡啶。
9.根据权利要求6~8所述的基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化剂,其
特征在于,所述的催化活性组分优选为以下物质中的一种或两种以上的组合:氯金酸、氯铂酸、氯化钯、氯化钌、氯化铑、MoS2。
10.根据权利要求1所述的基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化剂,其特
征在于,该催化剂所含的多孔管壁中空泡沫材料,其主要组成物质是以下类别中的一种或
两种以上:Nickel200、Nickel201、Monel400、Inconel600、Inconel625、Incoloy800、
Incoloy825、HastelloyC-4、Avesta254、HastelloyB-2、碳钢、304不锈钢、316不锈钢、316L不锈钢、钛、锆、钽、石英SiO2、硼硅酸玻璃、碳化硅、碳化锆、碳化钨、碳化钛、碳化硼、碳化钽、碳化钒、碳化铬、碳化铌、碳化钼、碳化铁、碳化锰、α-Si3N4、β-Si3N4、AlN、Si6-xAlxOxN8-x、BN、Si、石墨、无定型碳、石墨烯、金刚石、活性炭、有序介孔碳、无序介孔碳、碳纤维、碳纳米管、碳微米管。
11.根据前述任一权利要求所述的基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化
剂的制备方法,其特征在于,该催化剂的制备方法为如下方法中的一种或两种的组合:
(1)无第二载体的多孔管壁中空泡沫材料直接浸渍法:将作为第一载体的多孔管壁中
空泡沫材料直接浸入含有催化活性组分和助催化组分的料液中,取出干燥,获得乙炔氢氯
化反应的结构催化剂;其中,催化活性组分含量为0.001wt%~70wt%,助催化组分含量为
0.001wt%~50wt%;
(2)含有第二载体的制备方法一:
①第二载体涂层预制体的负载:将作为第一载体的多孔管壁中空泡沫材料完全浸入含
有第二载体或第二载体前驱体的料液中,使料液到所需的位置,取出后除去多余料液,干燥固化负载,循环“浸入-除多余料液-干燥固化”至第二载体含量所需要的负载量;其中,第二载体或第二载体前驱体含量为1wt%~80wt%;
②第二载体涂层的制备:将①中获得的负载有第二载体涂层预制体的样品进行热解,
热解温度为300~1000℃,时间0.5~12小时,气氛为Ar、N2、CO、CO2、NH3、H2、CH4、HCl、C2H2、C2H6、C3H8中的一种或两种以上,制得负载有第二载体涂层的多孔管壁中空泡沫材料;
③催化活性组分和助催化组分的负载:将②中获得的负载有第二载体涂层的多孔管壁
中空泡沫材料浸入含有催化活性组分、助催化组分的料液中,取出干燥,获得乙炔氢氯化反应的结构催化剂;其中,催化活性组分含量为0.001wt%~70wt%,助催化组分含量为
0.001wt%~50wt%;
(3)含有第二载体的制备方法二:
①催化涂层预制体的负载:将作为第一载体的多孔管壁中空泡沫材料完全浸入含有第
二载体或第二载体前驱体、催化活性组分、助催化组分的料液中,使料液到达所需的位置,取出后除去多余料液,干燥固化负载,循环“浸入-除多余料液-干燥固化”至第二载体含量所需要的负载量;其中,第二载体或第二载体前驱体含量为1wt%~80wt%,催化活性组分含量为0.001wt%~70wt%,助催化组分含量为0.001wt%~50wt%;
②催化涂层的制备:将①中获得的负载有第二载体涂层预制体的样品进行热处理,热
解温度为100~1000℃,时间0.5~12小时,气氛为Ar、N2、CO、CO2、NH3、H2、CH4、HCl、C2H2、C2H6、C3H8中的一种或两种以上,制得负载有第二载体、催化活性组分、助催化组分的催化涂层的多孔管壁中空泡沫材料。
12.根据权利要求11所述的基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化剂的制
备方法,其特征在于,该催化剂的制备方法中所述的料液是如下中的一种或两种以上:盐溶液、溶胶、微乳液、悬浮液,该催化剂的制备方法中所述的干燥方法是如下方法中的一种或两种以上:加热干燥、冷冻干燥、超临界干燥。
13.根据前述任一权利要求所述的基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化
剂的应用,其特征在于,该催化剂应用于乙炔氢氯化反应,其应用模式为如下模式中的一种或两种以上:
(1)反应物系中的全部物种同时由多孔管壁中空泡沫材料的三维连通开孔(b)网孔入
口和多孔管壁中空泡沫材料的多孔管壁中空微通道内腔(c)入口进入,经多孔管壁中空微
通道(c)外壁附近、多孔管壁中空微通道(c)内壁附近、多孔管壁本体孔隙内这三个位置中
的一处或两处以上位置的催化活性位点进行催化反应,所有生成物和所有未消耗的反应物
一起经三维连通开孔(b)网孔出口离开或/和经中空微通道(c)内腔出口离开;或生成物中
的一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的一种或两种以上物种经三维连通开孔
(b)网孔出口离开,生成物中的其余一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的其余一
种或两种以上物种经多孔管壁跨膜传质至中空微通道(c)内腔后,从中空微通道(c)内腔出
口离开;
(2)反应物系中的全部物种由多孔管壁中空泡沫材料的三维连通开孔(b)网孔入口进
入,经三维连通开孔(b)网孔中填充的二次载体上负载的催化活性位点进行催化反应,并/
或经多孔管壁跨膜传质至中空微通道(c)内腔后,与多孔管壁中空微通道(c)内腔中填充的
二次载体上负载的催化活性位点进行催化反应,所有生成物和所有未消耗的反应物一起经
中空微通道(c)内腔出口离开或经多孔管壁跨膜传质至三维连通开孔(b)网孔后,从三维连
通开孔(b)网孔出口离开;或生成物中的一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的一
种或两种以上物种经中空微通道(c)内腔出口离开,生成物中的其余一种或两种以上物种
和/或未消耗的反应物中的其余一种或两种以上物种经多孔管壁跨膜传质至三维连通开孔
(b)网孔后,从三维连通开孔(b)网孔出口离开;
(3)反应物系中的全部物种由多孔管壁中空泡沫材料的中空微通道(c)入口进入,经中
空微通道(c)内腔中填充的二次载体上负载的催化活性位点进行催化反应,并/或经多孔管
壁跨膜传质至三维连通开孔(b)网孔后,与三维连通开孔(b)网孔中填充的二次载体上负载
的催化活性位点进行催化反应,所有生成物和所有未消耗的反应物一起经三维连通开孔
(b)网孔出口离开或经多孔管壁跨膜传质至中空微通道(c)内腔出口后,从中空微通道(c)
内腔出口离开;或生成物中的一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的一种或两种
以上物种经三维连通开孔(b)网孔出口离开,生成物中的其余一种或两种以上物种和/或未
消耗的反应物中的其余一种或两种以上物种经多孔管壁跨膜传质至中空微通道(c)内腔
后,从中空微通道(c)内腔出口离开;
(4)反应物系中的全部物种由多孔管壁中空泡沫材料的三维连通开孔(b)网孔入口进
入,经多孔管壁中空微通道(c)外壁附近的催化活性位点进行催化反应,所有生成物和所有未消耗的反应物一起经三维连通开孔(b)网孔出口离开或经多孔管壁跨膜传质至中空微通
道(c)内腔后,从中空微通道(c)内腔出口离开;或生成物中的一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的一种或两种以上物种经三维连通开孔(b)网孔出口离开,生成物中的其
余一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的其余一种或两种以上物种经多孔管壁跨
膜传质至中空微通道(c)内腔后,从中空微通道(c)内腔出口离开;
(5)反应物系中的全部物种由多孔管壁中空泡沫材料的多孔管壁中空微通道内腔(c)
入口进入,经多孔管壁中空微通道内壁附近的催化活性位点进行催化反应,所有生成物和
所有未消耗的反应物一起经多孔管壁中空微通道内腔(c)出口离开或经多孔管壁跨膜传质
至三维连通开孔(b)网孔内后,从三维连通开孔(b)网孔出口离开;或生成物中的一种或两
种以上物种和/或未消耗的反应物中的一种或两种以上物种经多孔管壁中空微通道内腔
(c)出口离开,生成物中的其余一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的其余一种或
两种以上物种经多孔管壁跨膜传质至三维连通开孔(b)网孔内后,从三维连通开孔(b)网孔
出口离开;
(6)反应物系中的全部物种由多孔管壁中空泡沫材料的三维连通开孔(b)网孔入口进
入,经多孔管壁跨膜传质至中空微通道(c)内腔的内壁附近的催化活性位点进行催化反应,所有生成物和所有未消耗的反应物一起经多孔管壁中空微通道内腔(c)出口离开或经多孔
管壁跨膜传质至三维连通开孔(b)网孔内后,从三维连通开孔(b)网孔出口离开;或生成物
中的一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的一种或两种以上物种经多孔管壁中空
微通道内腔(c)出口离开,生成物中的其余一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的
其余一种或两种以上物种经多孔管壁跨膜传质至三维连通开孔(b)网孔内后,从三维连通
开孔(b)网孔出口离开;
(7)反应物系中的全部物种由多孔管壁中空微通道内腔(c)入口进入,经多孔管壁跨膜
传质至多孔管壁中空微通道(c)外壁附近的催化活性位点进行催化反应,所有的生成物和
所有的未消耗的反应物一起经三维连通开孔(b)网孔出口离开或经多孔管壁跨膜传质至中
空微通道(c)内腔后,从中空微通道(c)内腔出口离开;或生成物中的一种或两种以上物种
和/或未消耗的反应物中的一种或两种以上物种经三维连通开孔(b)网孔出口离开,生成物
中的其余一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的其余一种或两种以上物种经多孔
管壁跨膜传质至中空微通道(c)内腔后,从中空微通道(c)内腔出口离开;
(8)反应物系中的全部物种由多孔管壁中空泡沫材料的三维连通开孔(b)网孔入口进
入,经多孔管壁跨膜传质至多孔管壁本体内孔隙中分布的催化活性位点进行催化反应,所
有生成物和所有未消耗的反应物一起经多孔管壁跨膜传质至多孔管壁中空微通道外壁后
经三维连通开孔(b)网孔出口离开或经多孔管壁跨膜传质至中空微通道(c)内腔后,从中空
微通道(c)内腔出口离开;或生成物中的一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的一
种或两种以上物种经多孔管壁跨膜传质至多孔管壁中空微通道外壁后经三维连通开孔(b)
网孔出口离开,生成物中的其余一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的其余一种
或两种以上物种经多孔管壁跨膜传质至中空微通道(c)内腔后,从中空微通道(c)内腔出口
离开;
(9)反应物系中的全部物种由多孔管壁中空泡沫材料的中空微通道(c)内腔入口进入,
经多孔管壁跨膜传质至多孔管壁本体内孔隙中分布的催化活性位点进行催化反应,所有生
成物和所有未消耗的反应物一起经多孔管壁跨膜传质至多孔管壁中空微通道内壁后经中
空微通道(c)内腔出口离开或经多孔管壁跨膜传质至多孔管壁中空微通道外壁后,从三维
连通开孔(b)网孔出口离开;或生成物中的一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的
一种或两种以上物种经多孔管壁跨膜传质至多孔管壁中空微通道内壁后经中空微通道(c)
内腔出口离开,生成物中的其余一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的其余一种
或两种以上物种经多孔管壁跨膜传质至多孔管壁中空微通道外壁后,从三维连通开孔(b)
网孔出口离开;
(10)反应物系中一种或两种以上物种由多孔管壁中空泡沫材料的三维连通开孔(b)网
孔入口进入,反应物系中的其余一种或两种以上物种由多孔管壁中空泡沫材料的中空微通
道(c)内腔入口进入并经多孔管壁跨膜传质至多孔管壁中空微通道外壁后,在多孔管壁中
空微通道(c)外壁附近的催化活性位点与三维连通开孔(b)网孔入口进入的反应物物种一
起参与催化反应,所有生成物和所有未消耗的反应物一起经三维连通开孔(b)网孔出口离
开或经多孔管壁跨膜传质至中空微通道(c)内腔后,从中空微通道(c)内腔出口离开;或生
成物中的一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的一种或两种以上物种经三维连通
开孔(b)网孔出口离开,生成物中的其余一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的其
余一种或两种以上物种经多孔管壁跨膜传质至中空微通道(c)内腔后,从中空微通道(c)内
腔出口离开;
(11)反应物系中一种或两种以上物种由多孔管壁中空泡沫材料的中空微通道(c)内腔
入口进入,反应物系中的其余一种或两种以上物种由多孔管壁中空泡沫材料的三维连通开
孔(b)网孔入口进入并由多孔管壁中空微通道(c)外壁经多孔管壁跨膜传质至多孔管壁中
空微通道内壁后,在多孔管壁中空微通道(c)内壁附近的催化活性位点与多孔管壁中空微
通道(c)内腔入口进入的反应物物种一起参与催化反应,所有生成物和所有未消耗的反应
物一起经多孔管壁中空微通道(c)内腔出口离开或经多孔管壁跨膜传质至中空微通道(c)
外壁后,从三维连通开孔(b)网孔出口离开;或生成物中的一种或两种以上物种和/或未消
耗的反应物中的一种或两种以上物种经多孔管壁中空微通道(c)内腔出口离开,生成物中
的其余一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中的其余一种或两种以上物种经多孔管
壁跨膜传质至中空微通道(c)外壁后,从三维连通开孔(b)网孔出口离开;
(12)反应物系中一种或两种以上物种由多孔管壁中空泡沫材料的三维连通开孔(b)网
孔入口进入并经多孔管壁跨膜传质至多孔管壁本体内孔隙中,反应物系中的其余一种或两
种以上物种由多孔管壁中空泡沫材料的中空微通道(c)内腔入口进入并经多孔管壁跨膜传
质至多孔管壁本体内孔隙中后,在多孔管壁本体内孔隙中分布的催化活性位点处与三维连
通开孔(b)网孔入口进入并经多孔管壁跨膜传质至多孔管壁本体内孔隙中的反应物物种一
起参与催化反应,所有生成物和所有未消耗的反应物一起经多孔管壁跨膜传质至中空微通
道(c)外壁后,从三维连通开孔(b)网孔出口离开或经多孔管壁跨膜传质至中空微通道(c)
内腔后,从中空微通道(c)内腔出口离开;或生成物中的一种或两种以上物种和/或未消耗
的反应物中的一种或两种以上物种经多孔管壁跨膜传质至中空微通道(c)外壁后,从三维
连通开孔(b)网孔出口离开,生成物中的其余一种或两种以上物种和/或未消耗的反应物中
的其余一种或两种以上物种经多孔管壁跨膜传质至中空微通道(c)内腔后,从中空微通道
(c)内腔出口离开。
14.根据权利要求13所述的基于多孔管壁中空泡沫材料的乙炔氢氯化反应催化剂的应
用,其特征在于,该催化剂利用多孔管壁中空泡沫材料拥有的多尺度孔隙调控催化活性组
分的浸渍、负载或干燥过程,促使活性组分达到可控的高分散度,进而提高乙炔氢氯化反应催化剂的催化活性、选择性、使用寿命;
或者,该催化剂在应用过程中,利用多孔管壁中空泡沫材料拥有的多尺度孔隙精细调
控如下过程:反应物和/或产物的物质传递过程、反应生成热量或所需热量的导入或移出过程,进而提高乙炔氢氯化反应催化剂的催化活性、选择性、使用寿命。
方法和应用
标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
---|---|---|
一种多壁碳纳米管的修饰方法 | 2020-05-11 | 689 |
一种多壁碳纳米管混凝土 | 2020-05-11 | 462 |
聚合物涂覆的多壁碳纳米管 | 2020-05-11 | 669 |
氮掺杂多壁碳纳米管的制备方法 | 2020-05-11 | 873 |
一种多壁碳纳米管电极的制作方法 | 2020-05-11 | 639 |
一种多壁碳纳米管电极的制作方法 | 2020-05-12 | 246 |
多壁碳纳米管薄膜气敏传感器 | 2020-05-12 | 981 |
定位裁剪多壁碳纳米管的方法 | 2020-05-12 | 162 |
一种多壁碳纳米管的制备方法 | 2020-05-13 | 941 |
单壁碳纳米管与多壁碳纳米管分离方法 | 2020-05-11 | 886 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。