[发明专利]高价金属氟化催化剂、制备方法及用途

权利要求书

1.高价金属氟化催化剂的制备方法，所述高价金属氟化催化剂，由高价金属离子和助剂组成，高价金属离子为四价铬离子、五价铬离子、四价钼离子、五价钼离子、四价钨离子、五价钨离子中的组合，助剂为含金属Al、Mg、Ni、Co、Ti、Zr、V、Fe、Zn、In、Cu、Ag、Cd、Hg、Ga、Sn、Pb、Mn、Ba、Re、Sc、Sr、Ru、Nb、Ta、Ca、Ce、Sb、Tl、Hf的化合物中的至少一种或数种，且高价金属离子与助剂金属元素的质量百分含量分别为70％～100％和0～30％，其制备方法采用下列步骤：

(1)按照高价金属离子与助剂的质量百分比，将金属的可溶盐和助剂的可溶盐溶解于水，然后滴加沉淀剂使其沉淀完全，调节pH值为7.0～9.0，然后陈化12小时，过滤，80℃干燥24～48小时，然后粉碎，压制成型，得到催化剂前体；

(2)将步骤(1)得到的催化剂前体，在氮气氛围下于300℃～500℃进行焙烧6～48小时；于200℃～400℃，在物质的量比为1：2的氟化氢与氮气组成的混合气体活化6～48小时；然后在350～600℃，在物质的量比为0～20：1的惰性气体与“储氟材料”组成的混合气体进行氧化6～48小时，制得高价金属氟化催化剂，其中惰性气体为氮气、氦气、氩气、二氧化碳中的一种或数种，“储氟材料”是三氟化氮、三氟碘甲烷、六氟化硫、三氟化硫氮中的一种或数种；

或者(2)将步骤(1)得到的催化剂前体，在氮气氛围下于300℃～500℃进行焙烧6～48小时；于350～600℃，在物质的量比为0～20：1的惰性气体与“储氟材料”组成的混合气体同时进行氟化和氧化12～96小时，制得高价金属氟化催化剂，其中惰性气体为氮气、氦气、氩气、二氧化碳中的一种或数种，“储氟材料”是三氟化氮、三氟碘甲烷、六氟化硫、三氟化硫氮中的一种或数种；

所述金属的可溶盐为三氯化铬、硝酸铬、草酸铬、醋酸铬、二氯化钼、三氯化钼、二氯化钨、三氯化钨的至少一种或数种，助剂的可溶盐为金属的硝酸盐、氯化盐、乙酸盐或者碳酸盐中的至少一种或数种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，所述助剂为含铁、钴、镍、锌、镁元素的化合物中的至少一种，金属离子与助剂金属元素的质量百分含量分别为80％～95％和5～20％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，所述高价金属离子为四价铬离子与五价铬离子组合、四价钼离子与五价钼离子组合或者四价钨离子与五价钨离子的组合，助剂为含钴、锌或镁元素的化合物，所述高价金属离子与助剂金属元素的质量百分含量分别为90％和10％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，沉淀剂是氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化铷中的至少一种或数种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，所述金属的可溶盐为三氯化铬、硝酸铬、三氯化钼、三氯化钨的至少一种或数种，所述助剂的可溶盐为含铁、钴、镍、锌、或镁的可溶盐。

6.根据权利要求5所述的制备方法，所述助剂的可溶盐为硝酸锌、硝酸钴或硝酸镁。

7.权利要求1-6任一所述制备方法得到的高价金属氟化催化剂。

8.权利要求7所述的高价金属氟化催化剂在高温下气相催化卤代烷烃与氟化氢发生氟-氯交换反应制备含氟烷烃或者高温下气相催化卤代烯烃与氟化氢发生氟-氯交换反应制备含氟烯烃中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，所述氟-氯交换反应的条件为：反应温度300-400℃，卤代烷烃或卤代烯烃与氟化氢的摩尔比为1：3-10，反应接触时间为9-16秒。

10.根据权利要求8所述的应用，所述卤代烷烃为一氯甲烷，制备一氟甲烷；

或者卤代烷烃为1-氯-2,2,2-三氟乙烷，制备1,1,1,2-四氟乙烷；

或者卤代烯烃为1,2-二氯六氟环戊烯，制备1-氯七氟环戊烯；

或者所述卤代烯烃为2-氯-3,3,3-三氟丙烯，制备2,3,3,3-四氟丙烯。