[发明专利]丙烷脱氢催化剂及其制备方法以及丙烷脱氢制丙烯的方法

权利要求书

1.一种丙烷脱氢催化剂，其特征在于，所述丙烷脱氢催化剂包括载体以及负载在所述载体上的Pt组分、Sn组分和Na组分，其中，所述载体为介孔碳材料，所述介孔碳材料具有立方体心结构的立方和六方共生的孔道结构，所述介孔碳材料的比表面积为300-450m²/g，孔体积为0.1-0.5mL/g，最可几孔径为2-5nm。

2.根据权利要求1所述的丙烷脱氢催化剂，其中，以所述丙烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为97.5-99.3重量%，所述Pt组分以Pt元素计的含量为0.2-0.5重量%，所述Sn组分以Sn元素计的含量为0.2-1.2重量%，所述Na组分以Na元素计的含量为0.3-0.8重量%；

和/或，所述载体的比表面积为350-400m²/g，孔体积为0.1-0.3mL/g，最可几孔径为2-4nm；

和/或，所述介孔碳材料为FDU-14经碳化制成。

3.一种制备丙烷脱氢催化剂的方法，其特征在于，该方法包括：将载体在含有Pt组分前驱体、Sn组分前驱体和Na组分前驱体的混合溶液中进行浸渍处理，然后依次进行去除溶剂处理、干燥和焙烧，其中，所述载体为介孔碳材料，所述介孔碳材料具有立方体心结构的立方和六方共生的孔道结构，所述介孔碳材料的比表面积为300-450m²/g，孔体积为0.1-0.8mL/g，最可几孔径为2-5nm；

其中，所述载体的形成方法包括以下步骤：

（a）在加热的条件下，将苯酚、甲醛和NaOH进行第一接触，待第一接触后得到的产物冷却至室温，得到第一接触产物；

（b）在加热的条件下，将所述第一接触产物与模板剂进行第二接触，待第二接触后得到的产物冷却至室温，得到第二接触产物，随后将第二接触产物依次进行离心分离和干燥，得到介孔碳材料原粉；其中，所述介孔碳材料原粉为FDU-14；

（c）将所述介孔碳材料原粉进行脱模板剂处理，得到介孔碳材料；

其中，所述第一接触的条件包括：温度为50-100℃，时间为1-3h；

在步骤（b）中，所述第二接触包括第一加热阶段和第二加热阶段，

所述第一加热阶段的条件包括：温度为50-65℃，时间为100-150h，

所述第二加热阶段的条件包括：温度为66-100℃，时间为24-100h；

其中，所述苯酚、甲醛、NaOH和模板剂的用量的摩尔比为1：2-10：200-500：0.1-5；

和/或，所述模板剂为三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯；

和/或，所述脱模板剂处理的过程包括：在300-600℃下，煅烧3-20h。

4.根据权利要求3的方法，其中，所述载体、Pt组分前驱体、Sn组分前驱体和Na组分前驱体的用量使得制备的丙烷脱氢催化剂中，以所述丙烷脱氢催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为97.5-99.3重量%，Pt组分以Pt元素计的含量为0.2-0.5重量%，Sn组分以Sn元素计的含量为0.2-1.2重量%，Na组分以Na元素计的含量为0.3-0.8重量%；

和/或，所述载体的比表面积为350-400m²/g，孔体积为0.1-0.5mL/g，最可几孔径为2-4nm。

5.根据权利要求3的方法，其中，所述浸渍处理的条件包括：温度为25-50℃，时间为2-6h。

6.权利要求4或5所述的方法制备得到的丙烷脱氢催化剂。

7.一种丙烷脱氢制丙烯的方法，所述方法包括：在催化剂和氢气的存在下，将丙烷进行脱氢反应，其特征在于，所述催化剂为权利要求1-2和6中任意一项所述的丙烷脱氢催化剂。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，丙烷的用量与氢气的用量的摩尔比为0.5-1.5：1；

和/或，所述脱氢反应的条件包括：反应温度为600-650℃，反应压力为0.05-0.2MPa，反应时间为40-60h，丙烷质量空速为2-5h^-1。