[发明专利]一种介孔催化剂及其制备方法并用于乙醇和乙醛反应生成1,3-丁二烯

权利要求书

1.一种介孔催化剂，其特征在于，所述催化剂包括载体和分散于载体骨架中的活性组分，所述载体包括二氧化硅；所述活性组分包括锆的氧化物；

所述介孔催化剂具有平均孔径在2.5nm至4.5nm的介孔。

2.根据权利要求1所述的介孔催化剂，其特征在于，所述锆的氧化物在所述催化剂中的含量为0.5～8wt％；

优选地，所述锆的氧化物在所述催化剂中的含量为1～4wt％；

所述锆的氧化物在催化剂中的含量以二氧化锆计。

3.制备权利要求1或2任一项所述的介孔催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法是含有二氧化硅前驱体、二氧化锆前驱体、结构导向剂的原料，经一锅法焙烧，制得所述催化剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：向含有硅的前驱体和锆的前驱体的溶液A内，加入含有结构导向剂的溶液B，得到混合物；搅拌所述混合物，分离所得固体样品经干燥、焙烧，即得所述催化剂；

优选搅拌所述混合物不少于6小时；优选搅拌6～24h；

优选所述焙烧的温度为50℃～650℃；

优选所述焙烧的时间为4h～6h。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述混合物中，硅元素、锆元素、结构导向剂的摩尔比为：

Si：Zr：结构导向剂＝1：0.005～0.080：0.27。

6.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述的二氧化硅前驱体选自正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四丙酯、正硅酸四丁酯中的至少一种；

所述的二氧化锆前驱体选自硝酸锆、硝酸氧锆、氧氯化锆中的至少一种。

7.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述结构导向剂选自通式为C_nH_2n+1NH₂化合物中的至少一种，n选自12～16中的任意值；优选地，所述结构导向剂为十二胺。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述溶液A中的溶剂为醇类溶剂，所述溶液B中的溶剂为醇类溶剂与水的混合物；

所述混合物中，硅元素、锆元素、结构导向剂、醇类溶剂、水的摩尔比为：

Si：Zr：结构导向剂：醇类溶剂：水

＝1：0.005～0.080：0.27：7.2：36.5。

9.权利要求1或2中所述的介孔催化剂、根据权利要求3-8中任一项所述的方法制备得到的介孔催化剂中的至少一种在乙醇-乙醛反应制备丁二烯的反应中的应用。

10.一种乙醇和乙醛生产1,3-丁二烯的方法，其特征在于，在催化剂存在的条件下，将含有乙醇和乙醛的原料通入反应器中，在300～400℃温度下反应1～4小时，得到1,3-丁二烯；

所述催化剂选自权利要求1或2中所述的介孔催化剂、根据权利要求3-8中任一项所述的方法制备得到的介孔催化剂中的至少一种；

优选地，所述反应器为至少一个固定床反应器；

优选乙醇和乙醛的摩尔比为2～3:1；优选300～400℃温度下反应1～4小时。