1.高價鉻基催化劑,所述高價鉻基催化劑由高價鉻離子和助劑組成,高價鉻離子為四價鉻離子、五價鉻離子、六價鉻離子中的組合,助劑為含金屬Al、Mg、Ni、Co、Ti、Zr、V、Fe、Zn、In、Cu、Ag、Cd、Hg、Ga、Sn、Pb、Mn、Ba、Re、Sc、Sr、Ru、Nb、Ta、Ca、Ce、Sb、Tl、Hf的化合物中的至少一種或數種,且高價鉻離子和助劑金屬元素的質量百分含量依次為60%~100%和0~40%,該催化劑的制備方法如下:
(1)按照高價鉻離子和助劑的質量百分比組成,將高價鉻離子的前體和助劑的前體混合均勻,壓制成型,得到催化劑前體;
(2)將催化劑前體,在氮氣氛圍下于300℃~500℃進行焙燒6~15小時;
(3)將步驟(3)得到的焙燒產物,于300℃~500℃,先抽真空,然后在密閉條件下,氟氣中活化6~15小時,制得高價鉻基催化劑,所述氟氣通入的總量等于高價鉻離子的前體消耗氟氣理論量加上金屬元素助劑消耗氟氣理論量總和;所述高價鉻離子的前體消耗氟氣理論量為大于高價鉻離子的前體中鉻元素還原成四氟化鉻所需消耗的氟氣理論量,且小于高價鉻離子的前體中鉻元素還原成五氟化鉻所需消耗的氟氣理論量。
2.根據權利要求1所述的高價鉻基催化劑,所述高價鉻離子的前體為鉻單質、三氟化鉻、三氯化鉻或者三氧化鉻中的至少一種或數種,助劑的前體為金屬的氧化物、氫氧化物、硝酸鹽、乙酸鹽或者碳酸鹽中的至少一種或數種。
3.根據權利要求2所述的高價鉻基催化劑,所述高價鉻離子的前體為鉻單質,三氯化鉻或/和三氧化鉻,所述氟氣通氣量為大于等于高價鉻離子的前體消耗氟氣理論量與鉻元素物質的量之比值2倍,且小于等于5/2倍,殘余氟氣使用干燥的堿石灰進行吸收,制得高價鉻基催化劑;
所述高價鉻離子的前體為三氟化鉻,所述氟氣通氣量為大于等于高價鉻離子的前體消耗氟氣理論量與鉻元素物質的量之比值1/2倍,且小于等于1倍,殘余氟氣使用干燥的堿石灰進行吸收,制得高價鉻基催化劑。
4.根據權利要求1所述的高價鉻基催化劑,所述高價鉻離子的前體為鉻單質,所述助劑的前體為含鈷或鐵的化合物,高價鉻離子和助劑金屬元素的質量百分含量依次為80%~95%和5~20%。
5.根據權利要求4所述的高價鉻基催化劑,所述助劑的前體為硝酸鈷或硝酸鐵。
6.根據權利要求5所述的高價鉻基催化劑,所述前體為鉻單質和硝酸鈷的混合物,其中,鉻元素和鈷元素的質量百分比為90%和10%;或者
所述前體為鉻單質和硝酸鐵的混合物,其中,鉻元素和鐵元素的質量百分比為90%和10%。
7.根據權利要求1-6任一所述的高價鉻基催化劑的制備方法,采用下列步驟得到:
(1)按照高價鉻離子和助劑的質量百分比組成,將高價鉻離子的前體和助劑的前體混合均勻,壓制成型,得到催化劑前體;
(2)將催化劑前體,在氮氣氛圍下于300℃~500℃進行焙燒6~15小時;
(3)將步驟(3)得到的焙燒產物,于300℃~500℃,在密閉條件下,氟氣中活化6~15小時,制得高價鉻基催化劑,所述氟氣通入的總量大于高價鉻離子的前體中鉻元素還原成四氟化鉻所需消耗的氟氣理論量,且小于高價鉻離子的前體中鉻元素還原成五氟化鉻所需消耗的氟氣理論量。
8.根據權利要求7所述的方法,所述高價鉻離子的前體為鉻單質,三氯化鉻或/和三氧化鉻,所述氟氣通氣量為大于等于高價鉻離子的前體消耗氟氣理論量與鉻元素物質的量之比值2倍,且小于等于5/2倍,殘余氟氣使用干燥的堿石灰進行吸收,制得高價鉻基催化劑;
所述高價鉻離子的前體為三氟化鉻,所述氟氣通氣量為大于等于高價鉻離子的前體消耗氟氣理論量與鉻元素物質的量之比值1/2倍,且小于等于1倍,殘余氟氣使用干燥的堿石灰進行吸收,制得高價鉻基催化劑。
9.權利要求1-6任一所述高價鉻基催化劑在高溫條件下氣相催化鹵代烷烴或鹵代烯烴發生氟-氯交換反應制備含氟烷烴或含氟烯烴中的應用。
10.根據權利要求9所述的應用,所述鹵代烷烴為二氯甲烷,制備二氟甲烷;
或者所述鹵代烷烴為1-氯-2,2,2-三氟乙烷,制備1,1,1,2-四氟乙烷;
或者所述鹵代烯烴為1,2-二氯六氟環戊烯,制備1-氯七氟環戊烯;
或者所述鹵代烯烴為2-氯-3,3,3-三氟丙烯,制備2,3,3,3-四氟丙烯;
或者所述鹵代烯烴為E/Z-1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯,制備E/Z-1,2,3,3,3-五氟丙烯;
或者所述鹵代烯烴為E-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,制備E/Z-1,3,3,3-四氟丙烯;
或者所述鹵代烯烴為Z-1-氯-3,3,3-三氟丙烯,制備E/Z-HFO-1234ze。