[發明專利]一種表面雙親納米二硫化鎢加氫催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410499954.1
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN105478144B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 馬懷軍;田志堅;曲煒;徐仁順;王炳春;王從新;潘振棟;王冬娥;李鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J27/047
• 分類號: B01J27/047;C10G45/04;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

一種表面雙親納米二硫化鎢加氫催化劑及其制備方法與應用，將鎢源、硫源、還原劑、離子液體和去離子水按照一定的順序和方法配制成初始反應混合物，然后在密封的高壓反應釜里水熱條件下晶化，晶化產物經過濾、洗滌、干燥后得到表面雙親納米二硫化鎢加氫催化劑。本發明在合成體系中使用了離子液體，所制備的納米二硫化鎢具有很好的表面雙親性，在極性、非極性的催化反應體系中均具有極好的分散性和催化活性。本發明提供的納米二硫化鎢在煤焦油、重油、超重油、渣油、頁巖油等重質油的懸浮床加氫脫瀝青、加氫脫硫、加氫脫氮、芳烴加氫等反應中表現了極好的催化活性，在光電轉換、光催化水制氫等反應中具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種表面雙親納米硫化鎢催化劑及其制備方法與應用，屬于納米材料的合成及催化應用領域。

背景技術

懸浮床加氫工藝是重質非常規油(渣油、重油/超重油、頁巖油、煤焦油重組分、砂巖油、油砂瀝青等)加氫制備液體燃料油的先進技術。懸浮床加氫工藝要求催化劑具有高活性、高分散性、高穩定性、良好經濟性，制備適用于懸浮床加氫工藝的催化劑是一個具有挑戰性的課題。

二硫化鎢是一種具有類石墨烯結構的層狀材料，在催化、微電子、半導體等領域表現了良好的應用。擔載型的二硫化鎢催化劑在石油加工領域一直被用作加氫催化劑，應用于加氫脫硫、加氫脫氮、加氫脫芳、加氫脫氧和加氫脫金屬等反應(Chianelli R.,Catal.Today,2009,147,275-286)。非擔載型二硫化鎢是一種非常有望適用于懸浮床工藝重質油加氫制備清潔燃料的催化劑。

目前二硫化鎢的制備方法主要有高溫硫化法、前驅體分解法、溶劑熱法、電化學沉積法、模板法等(Wang S.,Materials,2010,3,401-433)。但是目前這些研究方法制備的硫化鎢催化劑，要么是水溶性的，要么是油溶性的。由于重質油組成非常復雜，同時含有極性和非極性物質，單一表面相親性的二硫化鎢在其中的分散性不是很理想。因此利用溫和的溶液法通過化學合成有表面雙親的納米二硫化鎢催化劑是提高其分散性的關鍵。

CN200910226642.2公開了一種單分散二硫化鎢納米片的制備方法，以氧化鎢和硫為原料，通過球磨混合活化之后，在保護氣氛中在600-700℃下恒溫退火30-120min，在恒溫退火過程中，預先前置部分硫粉作為補充硫源，補充硫粉與反應混合物的質量比在0.05-10之間，然后在保護氣氛中隨爐冷卻至250℃以下后，即可制得單分散二硫化鎢納米片。該發明通過簡單有效的化學合成方法制備了大量的單分散片狀二硫化鎢納米材料，方法簡單快捷，生產成本低，其能在潤滑和催化方面廣泛應用。

CN201110394729.8公開了一種染料敏化太陽能電池對電極及其制備方法和應用。染料敏化太陽能電池對電極通過以下步驟制成：二硫化鎢微粒或二硫化鉬微粒分散于有機溶劑中，得A體系；TiO₂納米晶顆粒、ZnO納米晶顆粒、SnO₂納米晶顆粒、碳納米顆粒和碳納米管中的至少一種分散于有機溶劑中，得B體系；乙基纖維素或羧甲基纖維素溶于有機溶劑中，得C體系；將A、B、C體系混合，得均勻分散漿料D，將漿料D涂覆于導電基底表面，經高溫燒結制得對電極。該發明提供的對電極對氧化還原電解質I^3-/I^-的氧化還原反應具有良好的催化性能，且價格低，顯著降低了染料敏化太陽能電池的生產成本。

CN201110106010.X公開了一種二硫化鎢納米管的制備方法，以(NH₄)₂WS₄為原料，包括模板的制備、浸漬、熱解和分離，其特征是將AAO模板浸漬于濃度為0.2-0.4mol/L的(NH₄)₂WS₄的DMSO溶液中不少于半h，取出模板揮去溶劑DMSO后置于還原氣氛中在500-600℃下煅燒1-2h，冷卻后自AAO模板上分離得到WS₂納米管。該方法工藝簡單，制備得到的WS₂納米管直徑均勻一致且可控。