[發(fā)明專(zhuān)利]碳納米管為載體的加氫脫硫、加氫脫氮催化劑及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910149278.4
• 申請(qǐng)日: 2009-06-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101607204A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董昆明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 阜陽(yáng)師范學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/882
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/882;B01J21/18;B01J37/02;B01J37/08;C10G45/08
• 代理公司: 安徽省阜陽(yáng)市科潁專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 徐寶泉

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種加氫脫硫、脫氮催化劑，具體地說(shuō)是一種以碳納米管為載體的加氫脫硫、加氫脫氮催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

加氫精制是石油煉制和以石油為原料的合成氣化工重要的工藝過(guò)程，多年來(lái)一直受到催化研究工作者的重視。其中加氫脫硫(HDS)、加氫脫氮(HDN)是其中非常重要的過(guò)程。隨著重油和成品油加工深度的需要以及環(huán)境保護(hù)方面的要求越來(lái)越高，因此必須大幅度提高加氫脫硫(HDS)、加氫脫氮(HDN)催化劑的催化效率。長(zhǎng)期以來(lái)工業(yè)上實(shí)際應(yīng)用的是以γ-Al₂O₃為載體的的MoCo，MoNi體系。目前對(duì)加氫催化劑的研究基本上朝兩個(gè)方向進(jìn)行：一個(gè)是尋找新的活性組分；一個(gè)是尋找替代γ-Al₂O₃的適意的載體材料。

碳納米管又名巴基管是一類(lèi)納米級(jí)新型碳素材料。具有典型的層狀中空結(jié)構(gòu)特征，典型的碳納米管是由碳六元環(huán)組成的類(lèi)石墨平面、按一定方式組合而成的納米級(jí)管狀結(jié)構(gòu)。作為一種新型碳素催化劑載體，碳納米管近年來(lái)已引起國(guó)內(nèi)外催化學(xué)界的日益注意(可參見(jiàn)De?Jong?K.P.and?Geus?j.W..Catal.Rav.-Sci.Eng.，2000，42：481-510)。Planeiz(J.Am.Chem.Soc.，1994，116：7935-7936)制備一種碳納米管負(fù)載Ru催化劑，其對(duì)肉桂醛加氫制肉桂醇的催化活性比常規(guī)Ru/C催化劑高。碳納米管負(fù)載銠膦配合物催化劑，其對(duì)丙稀氫甲酰化制丁醛顯示出高活性和對(duì)正構(gòu)產(chǎn)物分子優(yōu)異的區(qū)位選擇性(Appl.Catal.A：General，1999，187：213-224)，催化劑得以改進(jìn)的原因?yàn)樘技{米管納米級(jí)的管腔可以起到空間選擇催化作用。(Chinese?Chem.Lett.2000，11(4)：373-374)曾報(bào)道碳納米管負(fù)載Ru催化劑對(duì)分子氮加氫成氨表現(xiàn)出比其他載體負(fù)載同類(lèi)催化劑高的低溫活性。另外，從催化角度考慮，碳納米管具有機(jī)械強(qiáng)度大、自身重量輕，其強(qiáng)度為鋼的100倍，重量則只有鋼的1/6；具有中空的結(jié)構(gòu)，可以作為分子反應(yīng)時(shí)的通道，在反應(yīng)中顯示出優(yōu)異的區(qū)位選擇性；具有可修飾的表面、類(lèi)石墨的管壁結(jié)構(gòu)、納米級(jí)的管腔，以及優(yōu)良的電子傳遞性能、傳熱性能，異常的力學(xué)和化學(xué)性能，對(duì)氫強(qiáng)的可逆吸附能力并可期產(chǎn)生的氫溢流效應(yīng)也很值得注意。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的旨在發(fā)明一種以碳納米管為載體的，高度活潑的Mo-Co基加氫脫硫(HDS)、加氫脫氮(HDN)催化劑，以期較大的提高加氫脫硫、加氫脫氮的效率。

本發(fā)明所述的催化劑含Mo、Co、以及多壁碳納米管(記為CNTs)等組分，標(biāo)記為：wt％Mo_xCo_y/CNTs，wt％表示其中金屬組分Mo所占載體的重量百分比，x、y表示Mo與Co的莫爾比。各金屬組分所占載體多壁納米管的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(wt％)為：

Mo：4.83～12.07％，最好是6.44～9.66％，尤其是6.44％～8.04％，優(yōu)選為7.44％。

Co：0.00～2.47％，最好是1.32～1.98％，尤其是1.32％～1.75％，優(yōu)選為1.52％。

本發(fā)明中所用的多壁碳納米管為市售(碳源為甲烷)，粗產(chǎn)品先經(jīng)過(guò)濃硝酸在353～373K下氧化處理約48小時(shí)，然后用去離子水洗至PH值約為7，再經(jīng)過(guò)干燥、粉碎、過(guò)篩挑選40～80目的多壁碳納米管備用。經(jīng)過(guò)處理的40～80目多壁碳納米管的理化數(shù)據(jù)具體如下所述。多壁碳納米管其外管徑為15-50nm，內(nèi)管徑3～6nm，含量≥99wt％，石墨狀碳含量≥80wt％，比表面積110～156m²/g；最好是外管徑15-40nm，內(nèi)管徑3.2～4.6nm，含碳量≥99wt％，石墨狀碳含量≥85wt％，比表面積120-156m²/g；尤其是外管徑為15-30nm，內(nèi)管徑3.2～4.6nm，含碳量≥99wt％，石墨狀碳含量≥90wt％，比表面積135-156m²/g。

催化劑制備的方法為分步等容浸漬法。