[发明专利]一种P2O5改性微孔分子筛择形催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体无机复合材料的制备领域，特别涉及一种用于甲苯歧化合成对二甲苯过程的P₂O₅改性微孔分子筛择形催化剂的制备方法。

背景技术

甲苯歧化合成对二甲苯的过程是典型的择形催化过程。微孔分子筛如ZSM-5和MCM-22都是甲苯歧化过程常用的择形催化剂。然而，由于这些微孔分子筛外表面有大量酸性位，这就导致甲苯歧化过程中在分子筛孔道内生成的对二甲苯很容易在分子筛外表面的酸性位上发生异构化反应，从而降低了对位产物的选择性。为了高选择性的得到对二甲苯就必须对微孔分子筛进行改性以降低其外表面酸性位的数量。通常的改性方法有化学气相硅沉积、化学液相硅沉积、预积碳和金属氧化物改性。硅沉积的方法虽然可以有效提高分子筛催化剂的择形性能，但由于分子筛表面羟基和沉积物之间的作用力很弱，往往需要3～4次的沉积才能达到较好的效果，因此操作比较繁琐，能耗较高。预积碳也可以提高分子筛催化剂的择形性能，但是由于再生后的催化剂还必须进行再次预积碳，因此操作烦琐，而且目前也仅限于实验室研究。

采用氧化物改性来覆盖分子筛外表面酸性位的操作非常简单，而且一次就可以完成较好的覆盖。传统P₂O₅改性微孔分子筛择形催化剂往往采用磷酸作为P₂O₅的前驱物，而磷酸在浸渍过程中不仅分散于微孔分子筛外表面，也会分散于微孔分子筛的孔道内，因此该方法在降低分子筛外表面酸性位数量的同时也会引起分子筛孔道内酸性位数量的降低，在用于甲苯歧化过程中时提高催化剂择型性能的同时也会造成催化剂活性的显著下降。

因此，寻找一种高效的氧化物改性微孔分子筛择形催化剂很有意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对甲苯歧化合成对二甲苯过程中择形催化剂的制备操作繁琐，成本高，而且择形性能不高等问题，提供一种合成方法简单，成本低廉，择形性能高的择形催化剂制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

将0.11g～2.64g的磷酸酯加入到10mL无水乙醇中，搅拌至混合均匀；随后将4g微孔分子筛加入上述溶液中，搅拌均匀，室温静置12h；将所得的物质在60℃水浴中蒸干，随后放入120℃烘箱中干燥6h，再转移至马弗炉中，在空气气氛下以10℃/min的速度升温至600℃，并在此温度下保持4h，随后降至室温即得到所需的P₂O₅改性微孔分子筛择形催化剂。

作为对本发明的限定，本发明所述的微孔分子筛为ZSM-5或MCM-22；所述的磷酸酯为磷酸三乙酯，磷酸三丙酯或磷酸三丁酯。

作为对本发明的进一步限定，所述的P₂O₅改性微孔分子筛择形催化剂中P₂O₅的含量为P₂O₅改性微孔分子筛择形催化剂催化剂总质量的1%～15%。

本发明所述的P₂O₅改性微孔分子筛择形催化剂可以应用于甲苯歧化过程。

本发明采用的磷酸酯，如磷酸三乙酯、磷酸三丙酯和磷酸三丁酯都具有较大的分子尺寸，而且这类物质的分子尺寸明显大于微孔分子筛的孔口尺寸，因此，采用磷酸酯作为P₂O₅的前驱物通过浸渍改性微孔分子筛就可以有效避免传统以磷酸为P₂O₅前驱物改性微孔分子筛择形催化剂制备过程的问题。浸渍过程中磷酸酯主要分散于微孔分子筛外表面，因此焙烧后生成的P₂O₅也主要分散于分子筛外表面，这不仅有利于微孔分子筛外表面酸性位的覆盖，也有利于分子筛孔内酸性位的保护。在择形催化过程中，不仅可以显著提高催化剂的择型性能，而且可以保持催化剂较高的活性。

本发明首次以磷酸酯为P₂O₅前驱体通过浸渍及程序升温焙烧的方法将氧化磷负载于微孔分子筛外表面，既可以有效覆盖分子筛外表面的酸性位，又可以保护其孔内酸性位不受影响，在维持较高的催化剂活性的同时，使催化剂的择形性能进一步提高。因此本发明具有制备方法简单，成本低廉，择形性能高等优点。

具体实施方式

本发明将就以下实施例作进一步说明，但应了解的是，这些实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本发明实施的限制。

实施例1