[发明专利]氧化铝负载离子液体-钯银双金属催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种氧化铝负载离子液体‑钯银双金属催化剂及其制备方法与应用，所述催化剂由氧化铝载体、离子液体、钯化合物、银化合物组成；本发明将离子液体和钯银的复合物负载于氧化铝载体上，其中离子液体会在载体内表面上形成一层液膜，这种离子液体层会对氢气、乙炔和乙烯气体有着不同的溶解度，从而在一定程度上来影响着乙炔加氢反应的活性和乙烯选择性，通过选择负载乙炔和乙烯溶解度差异较大的离子液体，可以有效的获得高的乙烯选择性。

(一)技术领域

本发明涉及一种氧化铝负载离子液体-钯银双金属催化剂及其制备方法，以及在乙炔选择性加氢制乙烯反应中的应用。

(二)背景技术

乙烯作为重要的化工原料、国民经济重要的一环，在化工生产和发展中有着举足轻重的地位。工业上生产制备乙烯的过程中往往会有1％的微量乙炔生成。这些微量乙炔会毒害下游聚乙烯工业的催化剂，不仅仅会降低催化剂的活性，而且也会降低聚乙烯产品的品质。因此，将乙烯原料气中的微量乙炔除至5ppm以下是至关重要的。

工业上通常采用溶剂吸收法和选择性加氢法来脱除掉乙烯原料中的乙炔。与溶剂吸收法相比，催化选择加氢相比吸收法，具有污染小、能耗低等优点，而且在除去乙炔杂质的同时，还能提高乙烯的产量。然而工业上所广泛使用的钯基催化剂虽然有着很高的反应活性，却拥有极低的乙烯选择性。这是因为在反应过程中生成的乙烯没有及时从活性中心上脱附出去，从而导致了过度加氢。

基于以上背景，设计出一种合适的催化剂来提高催化剂在乙炔选择性加氢反应中的乙烯选择性，从而有利于乙烯的工业化生产。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种氧化铝负载离子液体-钯银双金属催化剂及其制备方法，以及在乙炔选择性加氢制乙烯反应中的应用。本发明制备方法工艺简单，所得催化剂在乙炔选择性加氢反应中具有乙炔转化率高、乙烯选择性高、催化剂稳定性好的优点。

本发明的技术方案如下：

一种氧化铝负载离子液体-钯银双金属催化剂，由氧化铝载体、离子液体、钯化合物、银化合物组成；

所述氧化铝载体的比表面积为60-380m²/g；

所述钯化合物为硝酸钯、醋酸钯、乙酰丙酮钯、二氯二氨钯、四氯钯酸铵、氯钯酸钠或硝酸四氨合钯，优选醋酸钯；

所述银化合物为硝酸银；

所述离子液体为咪唑类离子液体，其阳离子为碳链长度不同的咪唑阳离子，阴离子为六氟磷酸根、四氟磷酸根、四氟硼酸根或(三氟甲烷磺酰)亚胺根，具体例如：1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐，优选1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐；所述离子液体在载体内表面形成一层离子液体膜，为活性物种提供了一个稳定的反应场所；

所述催化剂中，基于载体的质量，钯化合物以钯计的负载量为0.03-1wt％(优选0.05-0.1wt％，更优选0.1wt％)，银化合物以银计的负载量为0.03-1wt％(优选0.05-0.5wt％，更优选0.1wt％)，离子液体的负载量为10-50wt％(优选20-30wt％，更优选30wt％)。

一种氧化铝负载离子液体-钯银双金属催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将钯化合物溶解于溶剂中，制得钯浸渍液；

所述钯浸渍液中，钯化合物以钯计的浓度为0.001-0.01g/mL；

所述溶剂根据钯化合物的种类而定，可以是水、盐酸、乙醇、丙酮等，本发明对此没有特殊要求；

(2)将银化合物溶解于溶剂中，制得银浸渍液；