[发明专利]球形沸石介孔复合材料和负载型催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及催化剂领域，具体地，涉及一种球形沸石介孔复合材料，该球形沸石介孔复合材料的制备方法，由该方法制备的球形沸石介孔复合材料，一种负载型催化剂，该负载型催化剂的制备方法，以及由该方法制备的负载型催化剂。本发明公开的球形沸石介孔复合材料含有沸石和具有三维立方笼状孔道结构的介孔分子筛材料。本发明提供的球形沸石介孔复合材料介孔结构稳定、在负载活性组分后仍然能够保持有序的介孔结构，制备成本低。采用球形沸石介孔复合材料制得的催化剂在用于催化乙烯聚合反应时具有较高活性，并且，该催化剂具有较好的流动性。

技术领域

本发明涉及介孔材料领域，具体地，涉及一种球形沸石介孔复合材料，该球形沸石介孔复合材料的制备方法，由该方法制备的沸石介孔复合材料，一种负载型催化剂，该负载型催化剂的制备方法，以及由该方法制备的负载型催化剂。

背景技术

自从1992年Mobile公司合成孔道高度有序的规整介孔材料，由于其具有高的比表面、规整的孔道结构以及窄的孔径分布，使得介孔材料在催化、分离、医药等领域的应用得到了很大的关注。1998年赵东元等人合成出一种新型材料-介孔材料SBA-15，该材料具有高度有序的孔径(6-30nm)、大的孔体积(1.0cm³/g)、较厚的孔壁(4-6nm)、保持的高机械强度以及良好的催化吸附性能(见D.Y.Zhao,J.L.Feng,Q.S.Huo,et al Science 279(1998)548-550)。CN1341553A公开了一种介孔分子筛载体材料的制备方法，该方法制得的介孔材料作为多相反应催化剂载体，容易实现催化剂与产物的分离。

然而常规的有序介孔材料SBA-15微观形貌为棒状，其本身流动性较差，其大的比表面积和高的孔容致使其具有较强的吸水、吸潮能力，这进一步加剧了有序介孔材料的团聚，限制了有序介孔材料的存储、输运、后加工及应用。

聚乙烯催化剂的开发应用是继传统的齐格勒-纳塔催化剂之后，烯烃聚合催化剂领域的又一重大突破，这使得聚乙烯催化剂的研究进入到了一个迅猛发展的阶段。由于均相聚乙烯催化剂到达高活性所需的催化剂用量大、生产成本高，并且得到的聚合物无粒形，无法在应用广泛的淤浆法或气相法聚合工艺上使用。克服上述问题的有效办法就是把可溶性聚乙烯催化剂进行负载化处理。目前，有关聚乙烯催化剂负载化研究报道非常多。为深入研究新的载体/催化剂/助催化剂体系，有必要研究不同的载体，以推动载体催化剂和聚烯烃工业的进一步发展。

天然沸石是含水的、架状结构的多孔性硅铝酸盐矿物质，是沸石族矿物的总称。沸石主要由SiO₂、Al₂O₃、H₂O和碱或碱土金属离子等部分组成，四部分比例有很大变化，从而构成了多种沸石矿物。在已发现40种天然沸石矿物，以方沸石、菱沸石、斜发沸石、片沸石、毛沸石、镁碱沸石、浊沸石、丝光沸石、钙十字沸石较为常见。目前我国发现有方沸石、斜发沸石、丝光沸石、镁碱沸石、钙十字沸石、红辉沸石等10多种天然沸石矿产。大量利用的，主要是斜发沸石、丝光沸石，其次有方沸石、红辉沸石。沸石的特殊物理性质取决于沸石的晶格结构，沸石由SiO₂和Al₂O₃四面体单元交错排列成空间网络由于晶体结构的开放性。沸石含有许多大小不均匀的孔道和空腔。由于四面体中铝置换硅电价不平衡而导致的补偿正电荷的需要，这些孔道和空腔中常被碱金属或碱土金属离子和沸石水分子所占据。沸石的结构决定了其具备离子交换性和吸附选择性等独特的物化性能。此外，沸石还具有良好的热稳定性、耐酸性、可脱水性、化学反应的催化裂化性、耐辐射性和低堆密度、多孔性等特性。