[发明专利]一种无机膜催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种催化胺化反应的无机膜催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将正丁醇锆溶解在乙醇中，得到正丁醇锆的乙醇溶液，用硝酸水溶液滴加至上述溶液中，搅拌形成透明的溶胶，再加入聚乙烯醇和聚乙二醇，继续搅拌得到溶胶；

（2）将惰性载体浸渍于步骤（1）得到的溶胶中，用浸渍提拉法在惰性载体表面制备凝胶态膜，干燥，焙烧；

（3）分别用硝酸银硫酸溶液，选自硝酸钯硫酸溶液、硝酸铂硫酸溶液和硝酸铑硫酸溶液中的一种溶液，按顺序浸渍步骤（2）得到的产物，所述浸渍过程在减压和超声波震动的条件下进行，减压条件为真空度15000～20000Pa；超声条件为振动频率为50～60kHz；每步浸渍结束后都需进行干燥、焙烧，得到所述无机膜催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述惰性载体为纤维或陶瓷。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述惰性载体为α-Al₂O₃陶瓷管。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述正丁醇锆的乙醇溶液中正丁醇锆的摩尔浓度为2～4mol/L。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中硝酸水溶液的摩尔浓度为5～8mol/L。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的平均分子量为16000~20000，其加入量为溶胶质量的2%～4%；所述聚乙二醇的平均分子量为1000，其加入量为溶胶质量的3%～5%。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述浸渍提拉法的具体操作条件为：将载体垂直浸入步骤（1）得到的溶胶中，浸入时间为1～2min，提拉取出，提拉速度为10～15cm/min，然后在90-100℃的条件下热处理5～10min，重复上述浸渍、提拉和热处理的步骤3～5次。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述干燥为在相对湿度60%～70%，温度为5～10℃的条件下干燥48～72h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述焙烧为在1000～1200℃的条件下焙烧3～6h。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中的硝酸盐硫酸溶液的制备过程为：将硝酸盐溶于稀硫酸中得到硝酸盐硫酸溶液；其中稀硫酸浓度为0.3～0.6mol/L，硝酸银硫酸溶液的浓度为2～4mol/L，硝酸钯/铂/铑硫酸溶液的浓度为0.05～0.2mol/L。

11.权利要求1-10任意一项所述的方法制备的无机膜催化剂。

12.权利要求11所述的无机膜催化剂在催化胺化反应中的应用。

13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，所述胺化反应包括甲基叔丁基醚和氢氰酸反应制备叔丁胺、聚醚多元醇和液氨反应制备聚醚胺的反应。

14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，无机膜催化剂催化甲基叔丁基醚和氢氰酸反应时，无机膜催化剂重量/甲基叔丁基醚重量为0.05～0.2：1。

15.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，无机膜催化剂催化甲基叔丁基醚和氢氰酸反应时，反应条件如下：反应温度80～120℃，反应压力为2～5MPa，氢氰酸和甲基叔丁基醚的摩尔比为1：1～10：1。