[發明專利]用于合成氣制低碳醇的鈷鎳鉬鉀催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201110006198.0
• 申請日: 2011-01-12
• 公開（公告）號: CN102125857A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 張鴻斌;張夢輝;劉志銘;林國棟
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B01J23/887
• 分類號: B01J23/887;C07C29/156;C07C31/02;C07C31/08;C07C31/10;C07C31/12;C07C31/125;C07C41/01;C07C43/10
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 陳永秀;馬應森

技術領域

本發明涉及一種用于合成氣制低碳醇的催化劑，尤其是以碳納米管促進的鈷-鎳-鉬-鉀氧化物催化劑。

背景技術

低碳混合醇是指含至少2個碳原子的一系列醇類，如乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇等的混合物(簡寫為C₂₊-醇)。低碳醇是重要化工原料，已被證實是高辛烷值、低污染的車用燃料添加劑，可與汽油混和配成油-醇混合動力燃料，也可直接單獨使用(Chianelli?R.R.，et?al..Catal.Today?1994，22(2)：361-396)，在20世紀70年代末世界經受二次石油危機沖擊后，由煤(或天然氣)基合成氣制取低碳醇的研究一度受到重視并取得一定進展，但迄今的低碳醇合成工藝，其原料合成氣單程轉化率及生成C₂₊-醇的選擇性均較低，大多數體系的主要產物仍是甲醇(如在堿摻雜的硫化鉬基催化劑上)(Herman?R.G..Stud.Surf.Sci.Catal.1991，64：266-349)或低碳烴(如在改性的FT合成催化劑上)(Kiennemann?A.，et?al..Stud.Surf.Sci.Catal.1993，75：1479-1492)，而非低碳(C₂₊)醇(Slaa?J.C.，et?al..Catal.Today?1992，15(1)：129-148；Forzatti?P.，et?al..Catal.Rev.-Sci.Eng.1991，33(1-2)：109-168；Stiles?A.B.，et?al..Ind.Eng.Chem.Res.1991，30(5)：811-821)，至今國際上尚無大型化生產裝置。近年來，由于環保方面的原因，甲基叔丁基醚(MTBE)作為油品添加劑在一些國家和地區(如美國加州和泰國)已被禁用，使得低碳醇作為油品添加劑的實用價值倍增，低碳醇合成工藝的工業化重新引起燃料化工界的興趣，如何提高催化劑的活性和選擇性以提高生產過程的效率，成為制約低碳醇合成工藝實用化和工業化的技術瓶頸。

在另一前沿領域，多壁碳納米管(MWCNTs，下文簡寫為CNT)(Iijima?S..Nature?1991，354：56-58)近10多年來引起國際催化學界的日益注意(Serp?P.，et?al..Appl.Catal.A2003，253(2)：337-358；Zhang?H.B.，et?al..Catal.Surv.Asia?2009，13(1)：41-58)，這類新型納米碳材料具有一些獨特的結構和物理化學性質，諸如：石墨化的管壁、納米級的管腔、sp2-C構成的表面、較高的導電導熱性、中高等級的比表面積、以及對氫的吸附/活化并促進氫溢流的優異性能等，這些使CNT很有希望成為新型的催化劑載體或促進劑。自從1994年首篇有關CNT的催化應用論文(Planeix?J.M.，et?al..J.Am.Chem.Soc.1994，116(17)：7935-7936)發表以來，已有數十篇研究論文發表，其涉及面涵蓋：α，β-不飽和醛的選擇加氫(Planeix?J.M.，et?al..J.Am.Chem.Soc.1994，116(17)：7935-7936)、烯烴氫甲酰化(Zhang?Y.，et?al..Appl.Catal.A?1999，187(2)：213-224)、氨合成(Chen?H.B.，et?al..Appl.Surf.Sci.2001，180(3-4)：328-335)、FT合成(SteenE.，et?al..Catal.Today?2002，71(3-4)：327-334)、甲醇和低碳醇合成(Zhang?H.B.，et?al..ACSSymp.Ser.No.852.2003，p.195-209；Dong?X.，et?al..Catal.Lett.2003，85(3-4)：237-246；ZhangH.B.，et?al..Chem.Commun.2005，40：5094-5096)、選擇脫氫(Liu?Z.J.，et?al..Catal.Lett.2001，72(3-4)：203-206)、選擇氧化(Li?C.B.，et?al.，J.Mol.Catal.A?2003，193(1-2)：71-75)及至電催化(Shukla?A.K.，et?al..J.Electroanal.Chem.2001，504(1)：111-119)和燃料電池(Li?W.，et?al..Carbon?2002，40(5)：791-794)等諸多領域。

發明內容