[发明专利]一种非金属催化剂的再生方法

说明书

一种非金属催化剂的再生方法，包括如下步骤：1)在空气或者惰性气体氛围下对失活的非金属催化剂做烘干处理；2)将步骤1)所得的非金属催化剂用γ射线辐照或电弧放电或微波或激光或等离子体进行处理，使催化剂中的积碳组分分解为气体产物，采用γ‑射线辐照或者微波或者激光处理时，同时用惰性气体吹扫脱除气体产物；3)将步骤2)得到的非金属催化剂进行洗涤处理至中性后，进行真空干燥处理，得到再生催化剂。本发明的催化剂再生方法通过简单的操作步骤实现了非金属催化剂的再生，提高了催化剂的使用寿命，降低了生产成本，具有很好的应用前景。

(一)技术领域

本发明涉及一种非金属催化剂的再生方法。

(二)背景技术

催化剂是在化学反应里能改变反应物的化学反应速率而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质。目前，工业上使用的大部分催化剂是金属催化剂，例如金、钯、钌、铜、铁等金属作为活性组分。但是，大部分金属催化剂由于其易在较高温度下烧结，导致催化活性降低。此外，部分金属催化剂(如钌、铜、钯等)在反应过程中还会出现活性组分的流失。更重要的是，大部分用作催化剂的金属资源有限，价格较高，进一步的限制了其实际应用。因此在保持良好催化效果的前提下，部分替代甚至全部替代金属，开发低成本、高活性的非金属催化剂已成为发展趋势。对比金属催化剂，非金属催化剂具有以下明显的优势：(1)很多金属是带有一定毒性的，所以金属催化剂的应用有可能造成环境污染。而非金属催化剂无毒，具有绿色、环保的优势。(2)金属制造和保存都需要消耗一定的成本，而非金属催化剂的成本很低，制造简单，很容易控制。(3)化学反应中，有了金属催化剂的参与，一般都需要很严格的无水无氧环境中进行，而非金属催化剂对环境的要求较低，只需要在湿溶剂或者直接在空气中就可以，这个区别不仅会造成成本差异，还会对化学反应的效率、精准度产生影响。(4)虽然生成了新的化合物，但是非金属催化剂很容易分离出来，有利于资源的再次使用。(5)非金属催化剂的催化性更强，尤其是应用于不对称合成的时候，非金属催化剂的作用是金属催化剂无法取代的，其能保证化学反应的高收率以及对映选择性。虽然非金属催化剂具有很好的催化性能，但是失活问题也限制了其工业化大规模应用，因此，对失活的非金属催化剂进行再生处理，延长催化剂的使用寿命尤为重要。

不同于金属催化剂，非金属催化剂由于不含金属组分，因此不会发生活性组分的团聚和流失等问题。一般来说，非金属催化剂的失活主要是由于积碳所引起。因此，对积碳导致失活的非金属催化剂进行处理，使积碳组分分解并且脱除是非金属催化剂再生的关键。针对上述问题，现有技术中提出的再生方案较少，例如中国专利(CN108187712A)公开了一种非金属氮化硼催化剂及制备和应用与再生方法，其再生方法主要是通过氧化性气体下焙烧除积碳，再在还原性气体下焙烧还原，使催化剂性能得以恢复；但焙烧再生方法需要精确控制烧碳温度，温度过高可能会导致非金属催化剂结构不可逆的破坏，同时能耗较高，不利于大规模工业应用。

(三)发明内容

本发明的目的在于解决非金属催化剂的再生问题，提供一种简单、高效、经济的非金属催化剂的再生方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种非金属催化剂的再生方法，包括如下步骤：

1)在空气或者惰性气体氛围下对失活的非金属催化剂做烘干处理；

2)将步骤1)所得的非金属催化剂用γ射线辐照或电弧放电或微波或激光或等离子体进行处理，使催化剂中的积碳组分分解为气体产物，采用γ-射线辐照或者微波或者激光处理时，同时用惰性气体吹扫脱除气体产物；

3)将步骤2)得到的非金属催化剂进行洗涤处理至中性后，进行真空干燥处理，得到再生催化剂。

作为优选，所述方法还包括以下步骤a)和步骤b)：