[发明专利]一种负载型介孔分子筛催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种负载型介孔分子筛催化剂，其特征在于：将铂纳米颗粒负载于钨、铝掺杂的介孔分子筛W-Al-SBA-15上，包括以下重量份数的组分：

铂：0.5-10份；

钨：2.5-25份；

铝：2.5-25份；

SBA-15：50-100份。

2.一种权利要求1所述的负载型介孔分子筛催化剂的制备方法，其特征在于：首先将钨、铝同时掺杂入介孔分子筛SBA-15，并以掺杂后的介孔分子筛做载体，负载活性组分铂纳米颗粒，制得催化剂Pt/W-Al-SBA-15。

3.根据权利要求2所述的负载型介孔分子筛催化剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1) 制备钨、铝掺杂的介孔分子筛W-Al-SBA-15：

在模板剂三嵌段共聚物P123中加入去离子水，搅拌使其完全溶解，模板剂与去离子水的质量比为1:5~50；

搅拌状态下，向上述体系加入盐酸，使体系中H⁺的量为0.1-1 mol/L；升温到40~60 ℃后继续搅拌2~4 h使体系均一透明；

搅拌状态下，加入偏钨酸铵固体，搅拌30~60 min；然后加入异丙醇铝固体，继续搅拌30~60 min；再缓慢滴加正硅酸乙酯，滴加完成后继续搅拌40~60 min；

继续搅拌并开始计时，20~24 h后转移反应混合液到水热釜中，升温至80~120 ℃并在此温度下晶化24~48 h；

将水热釜自然冷却到室温，反应物过滤，用蒸馏水洗涤，至洗水呈中性，自然干燥6~12 h，再于70~110 ℃下真空干燥6~12 h；

于马弗炉中在400-600 ℃下焙烧4-10 h除去模板剂P123，得到钨、铝掺杂的SBA-15；

钨、铝的掺杂量分别以WO₃和Al₂O₃计算，其质量比如下：WO₃:Al₂O₃=1:1，(WO₃+Al₂O₃):SiO₂=(0.05~0.5):1；

(2) 催化剂Pt/W-Al-SBA-15的制备

用浸渍法制备Pt/W-Al-SBA-15的前驱体，将载体浸渍到Pt的水溶液中，搅拌6~8 h，静置16~18 h，40~70 ℃下真空干燥12~24 h，备用；

前驱体在300~500 ℃下焙烧1~3 h，然后于300~500 ℃下用H₂/N₂混合气还原1~3 h，转到N₂气氛下冷却到室温，再用O₂/N₂混合气钝化1~4 h，得到目标催化剂Pt/W-Al-SBA-15。

4.根据权利要求3所述的负载型介孔分子筛催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的搅拌速度为400~1000 rpm。

5.根据权利要求3所述的负载型介孔分子筛催化剂的制备方法，其特征在于：偏钨酸铵的粒径小于100目；异丙醇铝固体的粒径小于100目。

6.根据权利要求3所述的负载型介孔分子筛催化剂的制备方法，其特征在于：正硅酸乙酯的滴加速度为0.5~2 mL/min。

7.根据权利要求3所述的负载型介孔分子筛催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，H₂/N₂混合气的体积比为1:9；O₂/N₂混合气的体积比为1:99。

8.一种权利要求1所述的负载型介孔分子筛催化剂在甘油加氢制1,3-丙二醇中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述催化剂用于甘油加氢制1,3-丙二醇时，采用间歇釜式反应器、连续流动的固定床反应器或半间歇反应器。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：在反应釜中加入15~50 g质量分数为40~70%的甘油水溶液，再加入0.05~2.0 g催化剂Pt/W-Al-SBA-15，封闭高压釜，依次用N₂和H₂置换釜内气体后充入初始氢压1~8 MPa的H₂，搅拌速率为600 rpm，加热至120~200 ℃后反应8~24 h；甘油转化率70.0~99.4%，1,3-丙二醇选择性32.0~60.4%。