本發(fā)明加氫脫氯催化領(lǐng)域，涉及一種負(fù)載型催化劑，以及該負(fù)載型催化劑的制備方法和在四氯化硅加氫脫氯制備三氯氫硅的催化劑領(lǐng)域的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、三氯氫硅作為一種用途非常廣泛的有機(jī)硅單體，主要用來(lái)生產(chǎn)半導(dǎo)體硅、單晶硅、多晶硅以及硅烷偶聯(lián)劑等，廣泛應(yīng)用于光伏、半導(dǎo)體和有機(jī)硅材料等領(lǐng)域。工業(yè)上三氯氫硅的制備方法多為西門子法，現(xiàn)有西門子法中，通過(guò)采用冷氫化工藝，以四氯化硅、硅粉和氫氣作為原料，催化氫化反應(yīng)生成三氯氫硅。

2、目前，催化氫化反應(yīng)中常用的催化劑為過(guò)渡金屬催化劑。例如，cn102350351b公開了一種氫化催化劑及其制備方法，該催化劑采取熔融霧化法進(jìn)行制備，以銅硅合金、銅鎳硅合金、銅硅稀土合金或銅鎳硅稀土合金作為活性組分，四氯化硅轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)25％。然而，熔融霧化法的操作較為復(fù)雜，具體表現(xiàn)為較難控制顆粒尺寸，顆粒較大會(huì)造成流化床內(nèi)部磨損，顆粒較小則無(wú)法回收。cn102814181b采用熔融法制備了銅鎳合金催化劑，其中鎳的質(zhì)量含量為10～35％，該催化劑具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性，且反應(yīng)結(jié)束后催化劑可直接排渣，但熔融法需要在高溫環(huán)境下進(jìn)行，能耗大，提高了生產(chǎn)成本。cn111434382b公開了一種載體負(fù)載型氧化釩促進(jìn)的rh基催化劑及其制備方法和應(yīng)用，該發(fā)明采用貴金屬rh為活性組分，金屬v為助劑，其中，rh的質(zhì)量百分含量為1～5％，以mcm-41為載體制備負(fù)載型催化劑，該方法制備的催化劑在載體表面分散均勻且尺寸較小。通過(guò)連續(xù)反應(yīng)20h可以看出催化劑表現(xiàn)較穩(wěn)定，在無(wú)助劑存在的情況下，催化劑的選擇性由11％下降至5％，轉(zhuǎn)化率由3.2％降至0.8％，該專利提供的方法在活性組分、改質(zhì)助劑的選擇上比較受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的四氯化硅加氫脫氯制備三氯氫硅催化反應(yīng)中操作復(fù)雜、成本高、穩(wěn)定性差、轉(zhuǎn)化率不佳及雜質(zhì)過(guò)多等問(wèn)題，提供一種負(fù)載型催化劑，該負(fù)載型催化劑具有較佳的純度、穩(wěn)定性以及制備方法簡(jiǎn)易、成本較低。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種負(fù)載型催化劑，該負(fù)載型催化劑包括多孔載體，以及負(fù)載在所述多孔載體上的活性組分；所述活性組分包括貴金屬和非貴金屬；其中，至少部分貴金屬元素絡(luò)合有co，

3、經(jīng)xps表征，所述負(fù)載型催化劑在300ev-320ev及840ev-880ev處具有特征峰；和/或，o17?mq-mas-nmr核磁共振檢測(cè)結(jié)果顯示，所述負(fù)載型催化劑在35ppm-45ppm處具有特征峰。

4、本發(fā)明第二方面提供一種本發(fā)明第一方面所述的負(fù)載型催化劑的制備方法，該方法包括：

5、s1：將貴金屬源和co供體負(fù)載在多孔載體上，制備得到第一催化劑；

6、s2：將非貴金屬源負(fù)載在所述第一催化劑上，制備得到第二催化劑；

7、s3：將所述第二催化劑進(jìn)行干燥和焙燒，制備得到負(fù)載型催化劑；

8、該方法使得所得的負(fù)載型催化劑中至少部分貴金屬元素絡(luò)合有co；且經(jīng)xps表征，所述負(fù)載型催化劑在300ev-320ev及840ev-880ev處具有特征峰；和/或，o17?mq-mas-nmr核磁共振檢測(cè)結(jié)果顯示，所述負(fù)載型催化劑在35ppm-45ppm處具有特征峰。

9、本發(fā)明第三方面提供一種四氯化硅加氫脫氯制備三氯氫硅的方法，該方法所用的催化劑選自本發(fā)明第一方面所述的負(fù)載型催化劑。

10、本發(fā)明第四方面提供一種本發(fā)明第一方面所述的負(fù)載型催化劑在四氯化硅加氫脫氯制備三氯氫硅的催化劑領(lǐng)域的應(yīng)用。

11、本發(fā)明通過(guò)在多孔載體上負(fù)載含貴金屬和非貴金屬的活性成分，以及至少部分貴金屬元素絡(luò)合有羰基，使得多孔載體和羰基絡(luò)合物形成化學(xué)鍵的同時(shí)非貴金屬能夠使得氫鍵斷裂形成氫離子，不僅提高貴金屬、非貴金屬在載體表面的分散度，還可以使貴金屬、非貴金屬牢牢固定在多孔載體處，減少活性組分流失，以提高催化劑的穩(wěn)定性和活性。

技術(shù)特征：

1.一種負(fù)載型催化劑，其特征在于，該負(fù)載型催化劑包括多孔載體，以及負(fù)載在所述多孔載體上的活性組分；所述活性組分包括貴金屬和非貴金屬；其中，至少部分貴金屬元素絡(luò)合有co，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型催化劑，其中，所述貴金屬相對(duì)于所述非貴金屬主要分布于所述多孔載體內(nèi)層，所述非貴金屬主要分布于所述多孔載體的亞表層；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負(fù)載型催化劑，其中，所述貴金屬和非貴金屬的摩爾比為1：5-50，優(yōu)選為1：8-35。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的負(fù)載型催化劑，其中，所述非貴金屬以金屬形式存在。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的負(fù)載型催化劑，其中，

6.一種權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的負(fù)載型催化劑的制備方法，其中，該方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其中，該方法還包括對(duì)所述多孔載體進(jìn)行酸改性處理或堿改性處理；

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7中所述的制備方法，其中，在步驟s1中，將貴金屬源的溶液、co供體與多孔載體進(jìn)行第一混合處理，以使得貴金屬源和co供體負(fù)載在多孔載體上；

9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，所述co供體選自甲酸、甲酸鈉和甲酸甲酯中的一種或多種；

10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，在步驟s2中，將非貴金屬源的溶液與所述第一催化劑進(jìn)行第二混合處理，以使得非貴金屬源負(fù)載在多孔載體上；所述貴金屬源用量與非貴金屬源用量的摩爾比為1：5-50，優(yōu)選為1：8-35；

11.根據(jù)權(quán)利要求6-10中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，在步驟s2中，還包括調(diào)節(jié)所述非貴金屬源的溶液與所述第一催化劑的混合溶液ph至7-12，溫度至60～100℃；

12.根據(jù)權(quán)利要求6-11中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，在步驟s3中，所述干燥處理的反應(yīng)條件包括：溫度為100-120℃，時(shí)間為10-12h；

13.權(quán)利要求6-12中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，該方法還包括步驟s4：將所述負(fù)載型催化劑進(jìn)行還原處理；

14.一種四氯化硅加氫脫氯制備三氯氫硅的方法，其中，該方法所用的催化劑選自權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的負(fù)載型催化劑。

15.一種權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的負(fù)載型催化劑在四氯化硅加氫脫氯制備三氯氫硅的催化劑領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及加氫脫氯催化領(lǐng)域，涉及一種負(fù)載型催化劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明通過(guò)在多孔載體上負(fù)載由貴金屬與非貴金屬，且至少部分貴金屬元素絡(luò)合有CO制備得到一種高效的負(fù)載型催化劑，該催化劑能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的四氯化硅加氫脫氯制備三氯氫硅催化反應(yīng)中操作復(fù)雜、成本高、穩(wěn)定性差、轉(zhuǎn)化率不佳及雜質(zhì)過(guò)多等問(wèn)題，以及該負(fù)載型催化劑具有較佳的純度、穩(wěn)定性以及制備方法簡(jiǎn)易、成本較低。

技術(shù)研發(fā)人員：李璐,王暉,呂學(xué)謙,蘇國(guó)良,吳翠姑
受保護(hù)的技術(shù)使用者：新特能源股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10