[发明专利]一种负载型铜基催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种负载型铜基催化剂的制备方法及应用。所述负载型铜基催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将前驱体溶于溶剂中，得到前驱体溶液；(2)使前驱体溶液和多孔固体载体混合，在30～60℃恒温箱中等体积浸渍10～180min后，微波辐射5～60min，微波功率为1000W～2000W，然后在40～60℃下真空干燥3～8h；最后用400～480nm蓝光照射10～120min，得到负载型铜基催化剂；其中所述的多孔固体载体为活性炭，所述的前驱体为铜盐与硼化物助剂，所述负载型铜基催化剂中，铜负载量为0.5～30.0wt％，所述硼化物负载量为0.1～3.0wt％；或者所述的多孔固体载体为多孔硼化物载体，所述前驱体为铜盐。本发明提供了制得的负载型铜基催化剂在乙炔氢氯化反应中的应用，具有高催化活性和高稳定性。

(一)技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种负载型铜基催化剂的制备方法和在乙炔氢氯化中的应用。

(二)背景技术

氯乙烯，一般由乙烯或者乙炔为原料制得，是一种应用于高分子化工的重要单体。氯乙烯是生产PVC(即聚氯乙烯)的重要单体，PVC材料是世界上产量最大的塑料产品之一，价格便宜，可广泛用于建材、纤维、电器、日常用具等各个领域。

氯乙烯(VCM)除了用作生产PVC的单体外，还可以和醋酸乙烯酯、丙烯酸、偏二氯乙烯等多种化合物共聚，从而制得各种各样被广泛应用的合成树脂。另外，它还能用作制作1,1,2-三氯乙烷及1,1-二氯乙烯以及一些有机溶剂的原料。

目前全球氯乙烯生产方法主要是乙烯法以及乙炔法，国外产能大部分为石油路线的乙烯法，而我国则以煤路线的电石乙炔法为主，其产量占75％以上。

目前氯乙烯合成催化剂主要包括以三氯化金、氯化钌等为代表的贵金属催化剂、铁、钴、镍等为代表的非贵金属催化剂、氮掺杂的碳为代表的非金属催化剂、离子液体为代表的液态合成催化剂和低汞催化剂五大类。

专利CN201910114335.9报道了一种以贵金属综合半胱氨酸等氨基酸以及氯化钴等金属氯化物作为活性组分的负载型催化剂。制备步骤如下：先对活性炭进行酸处理，按贵金属可溶性盐与氨基酸1:2～1:10的摩尔比向贵金属-氨基酸配合物溶液和助催化组分依次浸渍到经过酸处理的活性炭上，金属可溶性盐的水溶液中滴加氨基酸水溶液，得到贵金属-氨基酸配合物溶液.冷冻干燥得催化剂。催化剂转化率较高，寿命较长，但贵金属用于催化剂制备中，存在成本过高，工业化受限等问题。

专利CN201810022403.4报道了用工业硫脲树脂D402作为原料，利用初湿浸渍法，使用氯化铜进行改性后焙烧制得非贵金属催化剂。将硫脲树脂D402真空干燥处理6h以上，采用初湿浸渍法将质量分数为5～30％的氯化铜溶液浸渍到干燥的硫脲树脂D402上，密封静置至少2h后将样品在80～120℃完全烘干，得到前驱体；在流动的氨气气体下以不同升温速率升温数小时，随后用氮气气体降至室温，即得到催化剂。该催化剂使用硫脲树脂作为载体，异硫脲基团可以与铜离子有效的结合进行材料改性，一定程度上提高催化活性。但是催化剂整体活性不高，制备过程耗时长久。

综上所述，一般用在乙炔氢氯化反应上的催化剂，会存在着活性高但成本也高或者使用新型载体但催化活性不够高等问题。用于乙炔氢氯化反应的催化剂已经有了较长的研究时间，因此提出新的催化剂制备方法，对乙炔氢氯化反应的发展是十分有意义的。

(三)发明内容

本发明的目的在于解决现有乙炔氢氯化反应用催化剂转化率不高、活性位点利用率不高的问题，提供一种可增加金属原子利用率、提高催化活性的负载型铜基催化剂的制备方法及其在乙炔氢氯化反应中的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种负载型铜基催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将前驱体溶于溶剂中，得到前驱体溶液；