[发明专利]一种负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土多相催化剂及其应用

权利要求书

1.一种负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土多相催化剂，其特征在于所述催化剂按照以下方法制得：

（1）蒙脱土的提纯：将钠基蒙脱土加入去离子水中，打浆配成含钠基蒙脱土质量百分分数为3-5%的悬浮液，静置12-24h,弃去漂浮物和残渣，悬浮液离心分离、过滤，滤饼在100-120℃空气气氛下干燥4-6h，制得提纯的蒙脱土；

（2）铝交联剂的制备：将0.5~2mol/L的NaOH溶液和0.5~2mol/L的AlCl₃溶液混合，控制NaOH溶液中OH^-与AlCl₃溶液中Al³⁺的摩尔比为2.0-2.5：1，将混合液在80-90℃强烈搅拌2-4h，再于35-45℃恒温老化4-10h，冷却至室温，制得铝交联剂；

(3)铝柱撑蒙脱土的制备：将步骤（1）制得的提纯的蒙脱土分散到去离子水中，在65-75℃下充分搅拌，配制成2-3wt％的蒙脱土悬浊液，将步骤（2）制备的铝交联剂滴加到蒙脱土悬浊液中，边滴加边剧烈搅拌，控制滴加速度在2-5mL/min，控制恒温50-70℃，滴加完后继续恒温50-70℃搅拌1~3h，停止搅拌，恒温50-70℃老化4~6h后离心分离，取固相用去离子水洗涤至无Cl^-，抽滤，滤饼用挤条机挤压成型，在空气气氛下100-120℃烘干，再于450-500℃焙烧4~6小时，制得铝柱撑蒙脱土；所述铝交联剂中Al³⁺的物质的量与蒙脱土悬浮液中蒙脱土的质量的比例为3-5mmol/g；

（4）负载Ti的铝柱撑蒙脱土的制备：以步骤（3）中制得的铝柱撑蒙脱土为载体A，按照Ti元素的负载量以载体A的质量计为1~5wt%，计算出与负载Ti元素相等物质的量的四氯化钛的理论量，称取理论量的四氯化钛溶解在乙醇中配成钛浸渍溶液，乙醇的体积用量为测得的载体A的孔体积的1-5倍，将载体A完全浸没于钛浸渍溶液中，搅拌均匀，使载体A充分湿润，浸渍8-12h，然后将全部钛浸渍溶液和载体A在空气气氛下100-120℃干燥，450～500℃焙烧3～4小时，即制得负载Ti的铝柱撑蒙脱土；

（5）负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土催化剂的制备：以步骤（4）中制得的负载Ti的铝柱撑蒙脱土为载体B，按照V元素的负载量以载体B的质量计为1~4wt%，计算出与负载V元素相等物质的量的偏钒酸铵的理论量，称取理论量的偏钒酸铵溶于去离子水中，加入草酸配成钒浸渍溶液，去离子水的体积用量为测得的载体B的孔体积的1-5倍，钒浸渍溶液中草酸的浓度为0.15～0.90mol/L，将载体B完全浸没于钒浸渍溶液中，搅拌均匀，使载体B充分湿润，浸渍8-12h，然后将全部钒浸渍溶液和载体B在空气气氛下100-120℃干燥，450～500℃焙烧3～4小时，即制得所述的负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土催化剂。

2.如权利要求1所述的负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土多相催化剂，其特征在于所述步骤（2）中，所述的NaOH溶液的浓度为1mol/L，AlCl₃溶液的浓度为1mol/L。

3.如权利要求1所述的负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土多相催化剂用于催化气固相反应合成2,3-环戊烯并吡啶。

4.如权利要求3所述的应用，其特征在于所述应用的方法为：采用固定床常压气固相催化方法，在常压固定床催化反应装置的反应管中装入所述负载Ti、V的铝柱撑蒙脱土多相催化剂，向反应管内通入原料气丙烯醛、环戊酮和氨气，以氮气为载气，空速1000-2500h^-1，原料丙烯醛与环戊酮与氨的物质的量之比为（1-2）：1：（1-3），于320～450℃下反应6～72小时，合成气经冷凝得到混合物，混合物经蒸馏分离，得到2,3-环戊烯并吡啶。