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专利号: 2017109072973
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种负载型硫化离子液体促进的钌催化剂,其特征在于所述的负载型硫化离子液体促进的钌催化剂由多孔固体载体及负载在多孔固体载体上的Ru-S-IL复合物组成,所述Ru-S-IL复合物具有式(Ⅰ)所示的结构;

式(Ⅰ)中,R1、R2、R3各自独立为氢、饱和的C1-C18烷基或者不饱和的C1-C18烷基;X为氯离子、溴离子、碘离子、醋酸根、乙酰丙酮根、铵根、苯基、三苯基膦中的一种或多种;n为2、3或4,所述的硫化离子液体按如下方法配置:将离子液体与硫粉按质量比1:0.1~1比例混合,在30~100℃水浴中搅拌3~15min,再加入乙腈溶液,30~100℃下搅拌12~24小时后过滤掉未反应掉的硫粉,然后,将过滤后得到的滤液在烘箱中100~150℃烘干,烘干后溶解到二氯甲烷中,向其中加入适量的去离子水以及碳酸氢钠溶液,以除掉溶液中存在的杂质,再在100~150℃条件下烘干6~24h,再在室温条件下重结晶,即得到所需的硫化离子液体;所述离子液体的阳离子为式(Ⅱ)所示的N-烷基化的咪唑阳离子,所述离子液体的阴离子选自氯离子、溴离子、醋酸根、硫氰酸根、硫酸氢根、六氟磷酸根、三氟甲磺酰亚胺或四氟硼酸根;

式(Ⅱ)中,R1、R2、R3与式(Ⅰ)中R1、R2、R3相同;R4为氢或者C1-C2烷基。

2.如权利要求1所述的负载型硫化离子液体促进的钌催化剂,其特征在于所述钌催化剂按如下方法制备:(1)硫化离子液体的配置:将离子液体与硫粉按质量比1:0.1~1比例混合,在30~100℃水浴中搅拌3~15min,再加入乙腈溶液,30~100℃下搅拌12~24小时后过滤掉未反应掉的硫粉,然后,将过滤后得到的滤液在100~150℃下烘干;烘干后溶解到二氯甲烷中,加入去离子水以及碳酸氢钠溶液,以除掉溶液中存在的杂质,再在100~150℃条件下烘干6~

24h,再在室温条件下重结晶,即得到所需的硫化离子液体;所述离子液体的阳离子为式(Ⅱ)所示的N-烷基化的咪唑阳离子,所述离子液体的阴离子选自氯离子、溴离子、醋酸根、硫氰酸根、硫酸氢根、六氟磷酸根、三氟甲磺酰亚胺或四氟硼酸根;

式(Ⅱ)中,R1、R2、R3与式(Ⅰ)中R1、R2、R3相同;R4为氢或者C1-C2烷基;

(2)将配置好的含钌溶液、所述硫化离子液体混合得到混合液;在20~60℃时将混合液滴加到多孔固体载体上,并采用等体积浸渍法浸渍0.5~6小时;然后在60~120℃真空干燥

6~30小时,通过控制混合液中Ru质量和硫化离子液体质量制备得到所述负载型硫化离子液体促进的钌催化剂;所述混合液中Ru理论质量为多孔固体载体质量的0.05~2wt%;所述混合液中硫化离子液体质量为多孔固体载体质量的1~40wt%。

3.如权利要求2所述的催化剂,其特征在于:所述含钌溶液中Ru的浓度为0.001~0.5g/mL。

4.如权利要求2所述的催化剂,其特征在于:所述离子液体的阳离子为1-丁基-3-甲基咪唑、1-丙基-3-甲基咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑、1-己基-3-甲基咪唑、1-辛基-3-甲基咪唑、

1-烯丙基-3-甲基咪唑、1-丁基-2,3-二甲基咪唑或1-丁基-2-乙基-3-甲基咪唑。

5.如权利要求2所述的催化剂,其特征在于:所述含钌溶液为含钌化合物的水溶液,所述含钌化合物选自三氯化钌(III)、六氯钌(Ⅳ)酸铵、氯钌酸钠(III)、二氯四氨钌、氯钌酸钾(III)、三溴化钌(III)、水合五溴氯钌(III)酸钾、水合五溴氯钌(III)酸钠、乙酰丙酮钌(III)、二氯苯基钌(II)二聚体、三(三苯基膦)二氯化钌(II)中的一种或多种。

6.如权利要求2所述的催化剂,其特征在于:所述多孔固体载体为活性炭、介孔碳、碳纳米管、二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、分子筛、金属有机框架化合物、共价有机骨架化合物中的一种。

7.如权利要求6所述的催化剂,其特征在于:所述的活性炭为柱状炭或球形炭,粒径10~100目,灰分含量≤12.0wt%,比表面积300~1500m2/g;

所述的碳纳米管加工成柱状或球形,粒径10~100目,灰分含量≤6.0wt%,比表面积10~1800m2/g;

所述的介孔碳加工成柱状或球形,粒径10~100目,灰分含量≤6.0wt%,比表面积2002

~1800m/g;

所述的三氧化二铝为γ-Al2O3,并加工成柱状或球形,粒径10~100目,比表面积250~

800m2/g;

所述的二氧化硅加工成柱状或球形,粒径10~100目,比表面积250~800m2/g;

所述的二氧化钛加工成柱状或球形,粒径10~100目,比表面积250~800m2/g;

所述的分子筛为ZSM-5、β分子筛、γ分子筛、5A分子筛、10X分子筛或13X分子筛;

所述的金属有机框架化合物为含氮杂环类配体构筑的MOFs、有机羧酸类配体构筑的MOFs;

所述的共价有机骨架化合物为含硼类COFs材料、亚胺类COFs材料或三嗪类COFs材料。

8.如权利要求1所述的负载型硫化离子液体促进的钌催化剂在催化乙炔氢氯化合成氯乙烯的反应中的应用。

9.如权利要求8所述的应用,其特征在于所述应用具体过程为:在固定床反应器内,装入所述的负载型硫化离子液体促进的钌催化剂,反应温度为100~240℃,反应压力0.1~

0.5MPa,通入原料气体HCl、C2H2,HCl与C2H2物质的量之比为1.0~1.2/1,即可反应获得氯乙烯。

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10.如权利要求9所述的应用,其特征在于:所述C2H2体积空速5~100h 。