1.一种微-介孔ZSM-5/Pd-γ-Al2O3复合催化剂的制备方法,其特征是:该制备方法采用10%~50%的TPAOH预处理液以固液比(g/ml)为1:3~1:15混合浸泡,再经纯度为
80%~99.9%的乙醇,以固液比(g/ml)为1:1~1:10浸泡预处理的Pd-γ-Al2O3,与SiO2/Al2O3摩尔比为20~150的ZSM-5分子筛合成液进行复合,控制Pd-γ-Al2O3的加入量,控制晶化方式以及晶化时间,在水热条件下,控制ZSM-5分子筛在预处理完成的Pd-γ-Al2O3上生长,形成微介孔复合催化剂;
所述的复合催化剂的组成为:
(i)固体酸组分是:ZSM-5分子筛重量百分含量为20~60%;γ-氧化铝,重量百分含量为40~80%;
(ii)活性金属组分是钯金属,重量百分含量为0.5~5%;
(iii)助催化剂成分是II族金属氧化物中的CaO、MgO和IVB族金属氧化物中ZrO2或IIIB族的CeO2中的一种或几种;其中II族金属氧化物重量百分含量为0.2~5%,B族金属氧化物重量百分含量为0.2~5%;
工艺过程具体步骤如下:
(1)介孔Pd-γ-Al2O3制备:将介孔γ-氧化铝粉末投入到钯金属盐和助催化剂金属盐混合溶液中,20~60℃下浸渍2~20h,60~100℃下蒸干、再经90~120℃下干燥5~
20h、350~700℃高温煅烧制得介孔Pd-γ-Al2O3材料;
(2)Pd-γ-Al2O3预处理:
预处理剂为:四丙基氢氧化铵(TPAOH)、四丙基溴化铵(TPAOBr)、1,6-己二胺或正丁胺中的一种,将其与水混合配成质量百分含量的预处理液,其中预处理剂占总质量的质量百分含量为10%~50%;
预处理方法分为预处理剂浸泡和无水乙醇浸泡两步过程,即首先将制得的Pd-γ-Al2O3颗粒和质量浓度为10%~50%的预处理液以固液比(g/ml)为1:3~1:15混合,在40~
200℃下加热回流条件下浸泡3~8h,洗涤、过滤;然后用纯度为80%~99.9%的乙醇,以固液比(g/ml)为1:1~1:10浸泡18~30h,再经洗涤、过滤、20~120℃干燥得到预处理后产品;
(3)微-介孔ZSM-5/Pd-γ-Al2O3复合:
ZSM-5分子筛合成液组成为:
(i)以摩尔百分比100SiO2:(0.67~5)Al2O3:(7~10)Na2O:(15~30)TPAOH:(2000~
3500)H2O,配制ZSM-5分子筛合成液;
(ii)硅源为硅溶胶、正硅酸乙酯或水玻璃中的至少一种;
(iii)铝源为硝酸铝、硫酸铝或氢氧化铝中的至少一种;
(iiii)模板剂为TPAOH、正丁胺或1,6-己二胺中的至少一种。
将预处理后的Pd-γ-Al2O3和ZSM-5分子筛合成液以固液质量比(g/ml)为5%~40%混合,优选为5%~30%,更优范围为10%~25%;轻微搅拌均匀后加入到晶化釜中;在
120~180℃晶化温度下晶化8~72h,再经洗涤,过滤、90~120℃干燥,350~600℃焙烧, 得到最终产品。
2.根据权利要求1所述的一种微-介孔ZSM-5/Pd-γ-Al2O3复合催化剂的制备方法,
2 -1
其特征是:介孔γ-Al2O3的孔径范围为10~20nm,比表面积范围为300~400m .g ,孔容
3 -1
范围为0.8~2cm.g 。
3.根据权利要求1所述的一种微-介孔ZSM-5/Pd-γ-Al2O3复合催化剂的制备方法,其特征是:所述的钯金属原料是氯化钯或硝酸钯,IIA族、IVB族和IIIB族金属氧化物原料是金属氧化物、硝酸盐或确氢氧化物。
4.根据权利要求1所述的一种微-介孔ZSM-5/Pd-γ-Al2O3复合催化剂的制备方法,其特征是:复合催化剂的晶化方式为一段式升温或两段式升温,其中一段式升温即直接升到晶化温度进行反应,而两段式升温即在120℃时晶化2~6h,然后再升至所需晶化温度进行反应。其中以两段式升温,晶化时间为24h时为最优。
5.根据权利要求1所述的一种微-介孔ZSM-5/Pd-γ-Al2O3复合催化剂的制备方法,其特征是:所述的ZSM-5分子筛前驱体溶液的摩尔配比为100SiO2:(0.67~5)Al2O3:(7~10)Na2O:(15~30)TPAOH:(2000~3500)H2O;其中摩尔比以100SiO2:Al2O3:9Na2O:20TPAOH:
3000H2O为最优。
6.根据权利要求1所述的一种微-介孔ZSM-5/Pd-γ-Al2O3复合催化剂的制备方法,其特征是:所述的Pd-γ-Al2O3需要进行预处理,其中预处理剂分为4种,分别为四丙基氢氧化铵(TPAOH)、四丙基溴化铵(TPAOBr)、1,6-己二胺或正丁胺中的一种,最优的是四丙基氢氧化铵TPAOH。
7.根据权利要求1所述的一种微-介孔ZSM-5/Pd-γ-Al2O3复合催化剂的制备方法,其特征是:所述的模板剂是以氢氧化钠为碱源,以TPAOH、正丁胺或1,6-己二胺中的一种;
上述原料按所需的配比制成前驱体溶液,调节溶液PH值在12~13之间。
8.根据权利要求1所述的一种微-介孔ZSM-5/Pd-γ-Al2O3复合催化剂的制备方法,其特征是:所用试剂均为实验室用化学纯试剂,其中硅源中的SiO2含量为40%重量百分比,模板剂溶液中的模板剂含量为25%重量百分比。