【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂材料成型调控领域，具体地，一种毫米级成型催化剂的颗粒尺寸调控方法。
技术介绍
1、催化剂成型是催化剂实现工业化应用的重点之一。目前，工业应用的固体催化剂多采用滚球、挤条等方法进行催化剂成型，通过浸渍法进行活性组分负载。然而，无论是先进行活性组分负载后进行催化剂成型，还是先将载体成型，再进行活性组分负载，步骤均较为繁琐，而且在成型过程中往往伴随粉尘污染和活性组分分散不均的问题。目前也有研究者通过油氨柱或热油柱的方法进行催化剂成型，如中国专利cn 117903753 a公布的通过油氨柱成型制备多孔γ-氧化铝前驱体中，溶胶的制备过程中需要额外添加柠檬酸才可以在油氨柱中成型。中国专利cn 114950425 a公开了一种毫米草酸二甲酯加氢制乙二醇用铜基催化剂的制备方法，该方法需在前驱体溶液中添加模板剂和增稠剂，随后滴入热油柱中，在磁力搅拌下进行成型。虽然油氨柱法或热油柱法可以有效解决传统催化剂成型过程中存在的粉尘污染等问题，但在成型过程中往往需要加入额外的模板剂或酸性添加剂以及对油氨柱进行加热或搅拌等操作，增加了催化剂制备成本降低了催化剂尺寸的均一性。因此，开发一种可用于工业生产，成本低廉，清洁无污染且尺寸均一度高的固体催化剂具有重要的意义。
2、针对研究现状，本专利技术开发了一种毫米级成型催化剂的颗粒尺寸调控方法，用于通过简单绿色的方式获得尺寸均匀且大小可调的球型催化剂。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种毫米级成型催化剂的颗粒尺寸调控方法。该方法包括
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、一种毫米级成型催化剂的颗粒尺寸调控方法，其特征在于，所述尺寸调控方法包括催化剂颗粒尺寸大小调控和尺寸均匀性调控，所述催化剂颗粒尺寸大小调控是通过改变水溶胶注射器注射口尺寸及注射速度实现的，所述催化剂颗粒均匀性调控是在静态液氨柱中，通过表面张力的作用，使水溶胶液滴在碱性环境下迅速缩聚成型为尺寸均匀的球型催化剂载体，在载体上进一步负载碱性活性组分得到毫米级成型催化剂；
4、所述成型催化剂的颗粒尺寸调控方法，其特征在于，水溶胶注射器注射口尺寸为0.1-2mm，滴加速度为2-15滴/秒；
5、所述成型催化剂的颗粒尺寸调控方法，其特征在于，成型剂由非水溶性有机溶液和氨水组成，其中非水溶性有机溶液优选自二甲基亚砜(dmso)、n，n-二甲基甲酰胺(dmf)、正己烷、环戊烷、甲苯中的一种及以上，有机溶剂与氨水的质量比为1:1-20:1；
6、所述成型催化剂的颗粒尺寸调控方法，其特征在于，静态液氨柱装置为定制设备，具有60-150cm长有机相区和30-50cm长的液氨水相区；
7、所述成型催化剂的颗粒尺寸调控方法，其特征在于，水溶胶溶液由酸性金属盐溶液和硅酸四乙酯(teos)经混合搅拌所得；
8、所述毫米级成型催化剂，其特征在于，负载金属以氧化物形式计算，碱活性组分负载量为3-15％，酸活性组分负载量为1-8％。
9、基于上述毫米级成型催化剂的颗粒尺寸调控技术要求，具体制备步骤如下：
10、(1)配置一定浓度的酸性金属盐溶液，并与硅酸四乙酯(teos)混合搅拌均匀，形成澄清透明的成型载体前驱体水溶胶溶液；
11、(2)按比例称取一定质量的有机溶剂和氨水，在特定容器中形成上层有机相下层水相的静态液氨柱，作为水溶胶前驱体溶液的成型促发体系；
12、(3)将所述步骤(1)中前驱体溶液转移至注射器中，将注射口置于上层有机相液面下方，控制滴加速度逐滴加入所述步骤(2)中的静态液氨柱中，在有机相中氨分子促进球形水溶胶快速缩聚，形成球形颗粒，经室温后处理后，得到球形硅基催化剂载体；
13、(4)称取一定质量的碱性组分加入到去离子水中溶解均匀，配置成浸渍液，取(3)中的催化剂载体进行等体积浸渍，浸渍完毕后得到催化剂前驱体。
14、(5)所述步骤(4)中的催化剂前驱体于烘箱中70-130℃干燥3-10h，后转移至马弗炉中在400-650℃下煅烧3-7h，得到球形催化剂。
15、通过该方法制备的不同尺寸催化剂被应用于醋酸甲酯与甲醛反应合成丙烯酸甲酯中，其应用条件为：在固定床反应器中装填3ml催化剂，醋酸甲酯/甲醛摩尔比为2:1，甲醛/甲醇摩尔比为1:2，进料空速为0.8h-1，反应温度为370℃。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
17、(1)本专利技术提出了一种毫米级成型催化剂的颗粒尺寸调控方法，该方法将水溶胶溶液通过注射器滴加到自制的静态液氨柱装置中，通过调控滴加速度和注射器出液口尺寸，可以获得尺寸均一且大小可调的球形催化剂载体。
18、(2)该方法制备的球型催化剂载体通过浸渍法可制得应用于羟醛缩合反应的催化剂。经反应评价可知，通过该方法制备的催化剂，在尺寸调控的过程中，催化剂活性基本未发生改变，因此，通过该方法可以进行不同规格的催化剂放大制备，具有十分重要的工业应用价值。
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1.一种毫米级成型催化剂的颗粒尺寸调控方法，其特征在于，在静态液氨柱中，利用水溶胶在局部碱性环境下的缩聚作用，快速合成半透明或透明的球形颗粒载体，再通过浸渍法合成球形固体催化剂。
2.一种如权利要求1所述催化剂的颗粒尺寸调控方法，其特征在于，所述尺寸调控包括催化剂颗粒尺寸大小调控和尺寸均匀性调控。
3.一种如权利要求1-2所述催化剂的颗粒尺寸调控方法，其特征在于，通过静态液氨柱法进行颗粒尺寸均匀性的调控，通过注射器注射口尺寸大小及注射速度进行颗粒尺寸大小的调控，具体步骤如下：
4.如权利要求1-3所述催化剂的颗粒尺寸调控方法，其特征在于，所述步骤(2)中的有机溶剂密度小于水，且不与水溶胶相溶，优选地，选自二甲基亚砜(DMSO)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、正己烷、环戊烷、甲苯中的一种及以上，有机溶剂与氨水的质量比为1:1-20:1。
5.如权利要求1-4所述的催化剂及尺寸调控方法，其特征在于，所述步骤(2)中液氨柱装置为定制设备，具有60-150cm长有机相区和30-50cm长的液氨水相区。
6.如权利要求1-5所述
...【技术特征摘要】
1.一种毫米级成型催化剂的颗粒尺寸调控方法，其特征在于，在静态液氨柱中，利用水溶胶在局部碱性环境下的缩聚作用，快速合成半透明或透明的球形颗粒载体，再通过浸渍法合成球形固体催化剂。
2.一种如权利要求1所述催化剂的颗粒尺寸调控方法，其特征在于，所述尺寸调控包括催化剂颗粒尺寸大小调控和尺寸均匀性调控。
3.一种如权利要求1-2所述催化剂的颗粒尺寸调控方法，其特征在于，通过静态液氨柱法进行颗粒尺寸均匀性的调控，通过注射器注射口尺寸大小及注射速度进行颗粒尺寸大小的调控，具体步骤如下：
4.如权利要求1-3所述催化剂的颗粒尺寸调控方法，其特征在于，所述步骤(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：李春山，李奇，邓森林，王刚，张国梁，赵恺，常炜，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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