本發明涉及催化劑領域，具體涉及用于一種用于氣相催化裂解制備偏二氯乙烯的催化劑的方法。
背景技術：
：偏二氯乙烯（VDC）單體是一種很重要的有機化工原料，應用領域廣泛。偏二氯乙烯是高分子合成工藝中十分重要的化工基礎原料，是生產PVDC樹脂和PVDC乳膠的主要單體，也是生產氟氯烴替代品的主要原料。因此，偏二氯乙烯具有廣闊的市場應用前景，大力發展偏二氯乙烯生產技術具有重大意義。偏二氯乙烯的傳統生產工藝為1,1,2-三氯乙烷皂化法，因其工藝簡單、投資相對較少，長久以來國內外均以此法生產偏二氯乙烯。然而該法會產生大量含鹽有機廢水，不符合環保要求由此，1,1,2-三氯乙烷制備偏二氯乙烯的過程要求必須開發出新的工藝路線。1,1,2-三氯乙烷氣相催化裂解法制備偏二氯乙烯工藝因其無污染、低能耗，受到廣泛關注。而1,1,2-三氯乙烷氣相催化裂解法制備偏二氯乙烯工藝的關鍵是催化劑的開發。專利號US4816609提出利用堿金屬、堿土金屬的氯化物或及混合物作為催化劑，對1,1,2-三氯乙烷氣相脫氯化氫反應進行研究。專利號US3870762提出反應1,1,2-三氯乙烷氣相脫氯化氫反應過程中使用的催化劑主要有氯化鉀、氯化銣、氯化銫、氟化鉀等。但是，上述催化劑的活性較低，而且較容易失去活性。技術實現要素：本發明的目的是提供一種用于氣相催化裂解制備偏二氯乙烯的催化劑的方法，以克服現有的技術問題。本發明的技術方案為：一種用于氣相催化裂解制備偏二氯乙烯的催化劑的方法，包括以下步驟：步驟1：將一定量的二氰二胺白色粉末加入到一定比例的純水中，在恒溫水浴中磁力攪拌，使二氰二胺完全溶解；步驟2：將一定比例的液態納米二氧化硅加入到步驟1得到的溶液中，得到二氰二胺與二氧化硅的白色凝膠；步驟3：將步驟2得到的白色凝膠物質至于管式爐中，在氮氣氣氛下由20℃以一定的升溫速率升至一定溫度，并在此溫度下保持恒溫狀態，冷卻至室溫后得到淡黃色產物；步驟4：將步驟3得到的淡黃色產物研磨，并分散于HF溶液中后進行攪拌，再用去離子水和無水乙醇進行洗滌與干燥，得到C3N4碳氮材料催化劑；步驟5：將C3N4碳氮材料催化劑置于管式裂解爐中，1,1,2-三氯乙烷在C3N4碳氮材料催化劑作用下進行氣相脫氯化氫反應，反應生成偏二氯乙烯。進一步地，所述步驟1中的水浴恒溫的溫度為40-60℃，磁力攪拌時長為15min。進一步地，所述步驟3中的升溫速率為5-20℃/min。進一步地，所述步驟3中升至的溫度為400-600℃。進一步地，所述步驟3中的氮氣氣氛包含一定量的氧氣，氧氣和氮氣的體積比控制在0%-5%。進一步地，所述步驟4中的去離子水和無水乙醇各洗滌2-3次，并在50℃下干燥2小時。進一步地，所述步驟5中的管式裂解爐的裂解反應溫度控制在260℃，空速控制在10min-1。進一步地，所述液態納米二氧化硅與二氰二胺的質量比控制在5-10。本發明的有益效果為：經催化劑催化反應后產物中偏二氯乙稀的含量，計算出不同焙燒溫度、不同升溫速率和不同含氧量下制備的催化劑對偏二氯乙稀的轉化率和選擇性，由表中數據可知，本發明的制備方法制備的催化劑的活性高，穩定性好，另外，本發明環保無污染。具體實施方式為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例對本發明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明的保護范圍的限定。本發明采用的的技術方案，包括以下步驟：步驟1：將一定量的二氰二胺白色粉末加入到一定比例的純水中，在40-60℃的恒溫水浴中磁力攪拌15min，使二氰二胺完全溶解；步驟2：將一定比例的液態納米二氧化硅加入到步驟1得到的溶液中，得到二氰二胺與二氧化硅的白色凝膠，其中，液態納米二氧化硅與二氰二胺的質量比控制在5-10；實施例1按步驟1和2得到的凝膠狀物質置于管式爐中，在純氮氣氣氛下由20℃以10℃/min的升溫速率升至400℃，并在此溫度下恒溫5小時，冷卻至室溫后得到淡黃色產物，研磨至粉末狀后分散于HF溶液中，攪拌10小時，再用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，然后在50℃下干燥2小時，得到C3N4碳氮材料催化劑。將制得的催化劑置于管式裂解爐中，1,1,2-三氯乙烷在催化劑作用下進行氣相脫氯化氫反應，反應生成偏二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、氯化氫等產物。裂解反應溫度控制在260℃，空速控制在10min-1。實施例2按步驟1和2得到的凝膠狀物質置于管式爐中，在純氮氣氣氛下由20℃以10℃/min的升溫速率升至550℃，并在此溫度下恒溫5小時，冷卻至室溫后得到淡黃色產物，研磨至粉末狀后分散于HF溶液中，攪拌10小時，再用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，然后在50℃下干燥2小時，得到C3N4碳氮材料催化劑。將制得的催化劑置于管式裂解爐中，1,1,2-三氯乙烷在催化劑作用下進行氣相脫氯化氫反應，反應生成偏二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、氯化氫等產物。裂解反應溫度控制在260℃，空速控制在10min-1。實施例3按步驟1和2得到的凝膠狀物質置于管式爐中，在純氮氣氣氛下由20℃以10℃/min的升溫速率升至600℃，并在此溫度下恒溫5小時，冷卻至室溫后得到淡黃色產物，研磨至粉末狀后分散于HF溶液中，攪拌10小時，再用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，然后在50℃下干燥2小時，得到C3N4碳氮材料催化劑。將制得的催化劑置于管式裂解爐中，1,1,2-三氯乙烷在催化劑作用下進行氣相脫氯化氫反應，反應生成偏二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、氯化氫等產物。裂解反應溫度控制在260℃，空速控制在10min-1。表1為在不同焙燒溫度下制備的催化劑對偏二氯乙烯的選擇性影響，經催化劑催化反應后產物中偏二氯乙稀的含量，從而計算出偏二氯乙稀的轉化率和選擇性。表1實施例4按步驟1和2得到的凝膠狀物質置于管式爐中，在純氮氣氣氛下由20℃以5℃/min的升溫速率升至550℃，并在此溫度下恒溫5小時，冷卻至室溫后得到淡黃色產物，研磨至粉末狀后分散于HF溶液中，攪拌10小時，再用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，然后在50℃下干燥2小時，得到C3N4碳氮材料催化劑。將制得的催化劑置于管式裂解爐中，1,1,2-三氯乙烷在催化劑作用下進行氣相脫氯化氫反應，反應生成偏二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、氯化氫等產物。裂解反應溫度控制在260℃，空速控制在10min-1。實施例5按步驟1和2得到的凝膠狀物質置于管式爐中，在純氮氣氣氛下由20℃以20℃/min的升溫速率升至550℃，并在此溫度下恒溫5小時，冷卻至室溫后得到淡黃色產物，研磨至粉末狀后分散于HF溶液中，攪拌10小時，再用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，然后在50℃下干燥2小時，得到C3N4碳氮材料催化劑。將制得的催化劑置于管式裂解爐中，1,1,2-三氯乙烷在催化劑作用下進行氣相脫氯化氫反應，反應生成偏二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、氯化氫等產物。裂解反應溫度控制在260℃，空速控制在10min-1。表2為不同升溫速率下制備的催化劑對偏二氯乙烯的選擇性影響，經催化劑催化反應后產物中偏二氯乙稀的含量，從而計算出偏二氯乙稀的轉化率和選擇性。表2實施例6按步驟1和2得到的凝膠狀物質置于管式爐中，在氮氣和氧氣的氣氛下由20℃以10℃/min的升溫速率升至550℃，其中氧氣和氮氣的體積比為0.5%，并在此溫度下恒溫5小時，冷卻至室溫后得到淡黃色產物，研磨至粉末狀后分散于HF溶液中，攪拌10小時，再用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，然后在50℃下干燥2小時，得到C3N4碳氮材料催化劑。將制得的催化劑置于管式裂解爐中，1,1,2-三氯乙烷在催化劑作用下進行氣相脫氯化氫反應，反應生成偏二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、氯化氫等產物。裂解反應溫度控制在260℃，空速控制在10min-1。實施例7按步驟1和2得到的凝膠狀物質置于管式爐中，在氮氣和氧氣的氣氛下由20℃以10℃/min的升溫速率升至550℃，其中氧氣和氮氣的體積比為1.0%，并在此溫度下恒溫5小時，冷卻至室溫后得到淡黃色產物，研磨至粉末狀后分散于HF溶液中，攪拌10小時，再用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，然后在50℃下干燥2小時，得到C3N4碳氮材料催化劑。將制得的催化劑置于管式裂解爐中，1,1,2-三氯乙烷在催化劑作用下進行氣相脫氯化氫反應，反應生成偏二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、氯化氫等產物。裂解反應溫度控制在260℃，空速控制在10min-1。實施例8按步驟1和2得到的凝膠狀物質置于管式爐中，在氮氣和氧氣的氣氛下由20℃以10℃/min的升溫速率升至550℃，其中氧氣和氮氣的體積比為2.0%，并在此溫度下恒溫5小時，冷卻至室溫后得到淡黃色產物，研磨至粉末狀后分散于HF溶液中，攪拌10小時，再用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，然后在50℃下干燥2小時，得到C3N4碳氮材料催化劑。將制得的催化劑置于管式裂解爐中，1,1,2-三氯乙烷在催化劑作用下進行氣相脫氯化氫反應，反應生成偏二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、氯化氫等產物。裂解反應溫度控制在260℃，空速控制在10min-1。實施例9按步驟1和2得到的凝膠狀物質置于管式爐中，在氮氣和氧氣的氣氛下由20℃以10℃/min的升溫速率升至550℃，其中氧氣和氮氣的體積比為5.0%，并在此溫度下恒溫5小時，冷卻至室溫后得到淡黃色產物，研磨至粉末狀后分散于HF溶液中，攪拌10小時，再用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，然后在50℃下干燥2小時，得到C3N4碳氮材料催化劑。將制得的催化劑置于管式裂解爐中，1,1,2-三氯乙烷在催化劑作用下進行氣相脫氯化氫反應，反應生成偏二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、氯化氫等產物。裂解反應溫度控制在260℃，空速控制在10min-1。表3為不同含氧量下制備的催化劑對偏二氯乙烯的選擇性影響，經催化劑催化反應后產物中偏二氯乙稀的含量，從而計算出偏二氯乙稀的轉化率和選擇性。表3含氧量/%轉化率/%選擇性/%042.8387.550.552.3690.431.071.2293.672.051.8989.825.039.4567.54以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，不用于限制本發明，本領域技術人員可以在本發明的實質和保護范圍內，對本發明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本發明技術方案的保護范圍內。當前第1頁1 2 3